]> Git Repo - J-linux.git/blob - fs/btrfs/inode.c
statmount: retrieve security mount options
[J-linux.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 "ordered-data.h"
43 #include "xattr.h"
44 #include "tree-log.h"
45 #include "bio.h"
46 #include "compression.h"
47 #include "locking.h"
48 #include "props.h"
49 #include "qgroup.h"
50 #include "delalloc-space.h"
51 #include "block-group.h"
52 #include "space-info.h"
53 #include "zoned.h"
54 #include "subpage.h"
55 #include "inode-item.h"
56 #include "fs.h"
57 #include "accessors.h"
58 #include "extent-tree.h"
59 #include "root-tree.h"
60 #include "defrag.h"
61 #include "dir-item.h"
62 #include "file-item.h"
63 #include "uuid-tree.h"
64 #include "ioctl.h"
65 #include "file.h"
66 #include "acl.h"
67 #include "relocation.h"
68 #include "verity.h"
69 #include "super.h"
70 #include "orphan.h"
71 #include "backref.h"
72 #include "raid-stripe-tree.h"
73 #include "fiemap.h"
74
75 struct btrfs_iget_args {
76         u64 ino;
77         struct btrfs_root *root;
78 };
79
80 struct btrfs_rename_ctx {
81         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
82         u64 index;
83 };
84
85 /*
86  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
87  * resolution and output of error message.
88  */
89 struct data_reloc_warn {
90         struct btrfs_path path;
91         struct btrfs_fs_info *fs_info;
92         u64 extent_item_size;
93         u64 logical;
94         int mirror_num;
95 };
96
97 /*
98  * For the file_extent_tree, we want to hold the inode lock when we lookup and
99  * update the disk_i_size, but lockdep will complain because our io_tree we hold
100  * the tree lock and get the inode lock when setting delalloc. These two things
101  * are unrelated, so make a class for the file_extent_tree so we don't get the
102  * two locking patterns mixed up.
103  */
104 static struct lock_class_key file_extent_tree_class;
105
106 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
107 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
108 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
109 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
110 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
111 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
112
113 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
114
115 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
116 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
117
118 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
119                                      struct folio *locked_folio, u64 start,
120                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
121                                      bool pages_dirty);
122
123 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
124                                           u64 root, void *warn_ctx)
125 {
126         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
127         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
128         struct extent_buffer *eb;
129         struct btrfs_inode_item *inode_item;
130         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
131         struct btrfs_root *local_root;
132         struct btrfs_key key;
133         unsigned int nofs_flag;
134         u32 nlink;
135         int ret;
136
137         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
138         if (IS_ERR(local_root)) {
139                 ret = PTR_ERR(local_root);
140                 goto err;
141         }
142
143         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
144         key.objectid = inum;
145         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
146         key.offset = 0;
147
148         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
149         if (ret) {
150                 btrfs_put_root(local_root);
151                 btrfs_release_path(&warn->path);
152                 goto err;
153         }
154
155         eb = warn->path.nodes[0];
156         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
157         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
158         btrfs_release_path(&warn->path);
159
160         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
161         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
162         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
163         if (IS_ERR(ipath)) {
164                 btrfs_put_root(local_root);
165                 ret = PTR_ERR(ipath);
166                 ipath = NULL;
167                 /*
168                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
169                  * without filename.
170                  */
171                 btrfs_warn(fs_info,
172 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
173                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
174                 return ret;
175         }
176         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
177         if (ret < 0)
178                 goto err;
179
180         /*
181          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
182          * hold all of the paths here
183          */
184         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
185                 btrfs_warn(fs_info,
186 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
187                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
188                            fs_info->sectorsize, nlink,
189                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
190         }
191
192         btrfs_put_root(local_root);
193         free_ipath(ipath);
194         return 0;
195
196 err:
197         btrfs_warn(fs_info,
198 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
199                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
200
201         free_ipath(ipath);
202         return ret;
203 }
204
205 /*
206  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
207  *
208  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
209  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
210  */
211 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
212                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
213                                    int mirror_num)
214 {
215         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
216         struct btrfs_path path = { 0 };
217         struct btrfs_key found_key = { 0 };
218         struct extent_buffer *eb;
219         struct btrfs_extent_item *ei;
220         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
221         u64 logical;
222         u64 flags;
223         u32 item_size;
224         int ret;
225
226         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
227         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
228         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
229
230         if (logical == U64_MAX) {
231                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
232                 btrfs_warn_rl(fs_info,
233 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
234                         btrfs_root_id(inode->root), btrfs_ino(inode), file_off,
235                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
236                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
237                         mirror_num);
238                 return;
239         }
240
241         logical += file_off;
242         btrfs_warn_rl(fs_info,
243 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
244                         btrfs_root_id(inode->root),
245                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
246                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
247                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
248                         mirror_num);
249
250         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
251         if (ret < 0) {
252                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
253                              logical, ret);
254                 return;
255         }
256         eb = path.nodes[0];
257         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
258         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
259         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
260                 unsigned long ptr = 0;
261                 u64 ref_root;
262                 u8 ref_level;
263
264                 while (true) {
265                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
266                                                       item_size, &ref_root,
267                                                       &ref_level);
268                         if (ret < 0) {
269                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
270                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
271                                               logical, ret);
272                                 break;
273                         }
274                         if (ret > 0)
275                                 break;
276
277                         btrfs_warn_rl(fs_info,
278 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
279                                 logical, mirror_num,
280                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
281                                 ref_level, ref_root);
282                 }
283                 btrfs_release_path(&path);
284         } else {
285                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
286                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
287
288                 btrfs_release_path(&path);
289
290                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
291                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
292                 ctx.fs_info = fs_info;
293
294                 reloc_warn.logical = logical;
295                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
296                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
297                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
298
299                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
300                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
301         }
302 }
303
304 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
305                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
306 {
307         struct btrfs_root *root = inode->root;
308         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
309
310         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
311         if (btrfs_root_id(root) == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
312                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
313                                               csum_expected, mirror_num);
314
315         /* Output without objectid, which is more meaningful */
316         if (btrfs_root_id(root) >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
317                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
318 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
319                         btrfs_root_id(root), btrfs_ino(inode),
320                         logical_start,
321                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
322                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
323                         mirror_num);
324         } else {
325                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
326 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
327                         btrfs_root_id(root), btrfs_ino(inode),
328                         logical_start,
329                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
330                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
331                         mirror_num);
332         }
333 }
334
335 /*
336  * Lock inode i_rwsem based on arguments passed.
337  *
338  * ilock_flags can have the following bit set:
339  *
340  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
341  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
342  *                   return -EAGAIN
343  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
344  */
345 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
346 {
347         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
348                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
349                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
350                                 return -EAGAIN;
351                         else
352                                 return 0;
353                 }
354                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
355         } else {
356                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
357                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
358                                 return -EAGAIN;
359                         else
360                                 return 0;
361                 }
362                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
363         }
364         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
365                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
366         return 0;
367 }
368
369 /*
370  * Unock inode i_rwsem.
371  *
372  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
373  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
374  */
375 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
376 {
377         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
378                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
379         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
380                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
381         else
382                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
383 }
384
385 /*
386  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
387  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
388  *
389  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
390  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
391  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
392  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
393  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
394  */
395 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
396                                                  struct folio *locked_folio,
397                                                  u64 offset, u64 bytes)
398 {
399         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
400         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
401         u64 page_start = 0, page_end = 0;
402         struct folio *folio;
403
404         if (locked_folio) {
405                 page_start = folio_pos(locked_folio);
406                 page_end = page_start + folio_size(locked_folio) - 1;
407         }
408
409         while (index <= end_index) {
410                 /*
411                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
412                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
413                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
414                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
415                  *
416                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
417                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
418                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
419                  */
420                 if (locked_folio && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
421                         index++;
422                         continue;
423                 }
424                 folio = __filemap_get_folio(inode->vfs_inode.i_mapping, index, 0, 0);
425                 index++;
426                 if (IS_ERR(folio))
427                         continue;
428
429                 /*
430                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
431                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
432                  * the ordered extent accounting for the range.
433                  */
434                 btrfs_folio_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, folio,
435                                                 offset, bytes);
436                 folio_put(folio);
437         }
438
439         if (locked_folio) {
440                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
441                 if (bytes + offset <= page_start + folio_size(locked_folio))
442                         return;
443                 /*
444                  * In case this page belongs to the delalloc range being
445                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
446                  * going to be properly cleaned up by the caller of
447                  * run_delalloc_range
448                  */
449                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
450                         bytes = offset + bytes - folio_pos(locked_folio) -
451                                 folio_size(locked_folio);
452                         offset = folio_pos(locked_folio) + folio_size(locked_folio);
453                 }
454         }
455
456         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
457 }
458
459 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
460
461 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
462                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
463 {
464         int err;
465
466         if (args->default_acl) {
467                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
468                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
469                 if (err)
470                         return err;
471         }
472         if (args->acl) {
473                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
474                 if (err)
475                         return err;
476         }
477         if (!args->default_acl && !args->acl)
478                 cache_no_acl(args->inode);
479         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
480                                          &args->dentry->d_name);
481 }
482
483 /*
484  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
485  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
486  * no overlapping inline items exist in the btree
487  */
488 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
489                                 struct btrfs_path *path,
490                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
491                                 size_t size, size_t compressed_size,
492                                 int compress_type,
493                                 struct folio *compressed_folio,
494                                 bool update_i_size)
495 {
496         struct btrfs_root *root = inode->root;
497         struct extent_buffer *leaf;
498         const u32 sectorsize = trans->fs_info->sectorsize;
499         char *kaddr;
500         unsigned long ptr;
501         struct btrfs_file_extent_item *ei;
502         int ret;
503         size_t cur_size = size;
504         u64 i_size;
505
506         /*
507          * The decompressed size must still be no larger than a sector.  Under
508          * heavy race, we can have size == 0 passed in, but that shouldn't be a
509          * big deal and we can continue the insertion.
510          */
511         ASSERT(size <= sectorsize);
512
513         /*
514          * The compressed size also needs to be no larger than a sector.
515          * That's also why we only need one page as the parameter.
516          */
517         if (compressed_folio)
518                 ASSERT(compressed_size <= sectorsize);
519         else
520                 ASSERT(compressed_size == 0);
521
522         if (compressed_size && compressed_folio)
523                 cur_size = compressed_size;
524
525         if (!extent_inserted) {
526                 struct btrfs_key key;
527                 size_t datasize;
528
529                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
530                 key.offset = 0;
531                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
532
533                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
534                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
535                                               datasize);
536                 if (ret)
537                         goto fail;
538         }
539         leaf = path->nodes[0];
540         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
541                             struct btrfs_file_extent_item);
542         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
543         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
544         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
545         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
546         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
547         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
548
549         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
550                 kaddr = kmap_local_folio(compressed_folio, 0);
551                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, compressed_size);
552                 kunmap_local(kaddr);
553
554                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
555                                                   compress_type);
556         } else {
557                 struct folio *folio;
558
559                 folio = __filemap_get_folio(inode->vfs_inode.i_mapping,
560                                             0, 0, 0);
561                 ASSERT(!IS_ERR(folio));
562                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
563                 kaddr = kmap_local_folio(folio, 0);
564                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
565                 kunmap_local(kaddr);
566                 folio_put(folio);
567         }
568         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
569         btrfs_release_path(path);
570
571         /*
572          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
573          * sake.
574          */
575         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
576                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
577         if (ret)
578                 goto fail;
579
580         /*
581          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
582          * without locking a page we already have locked.
583          *
584          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
585          * Otherwise we could end up racing with unlink.
586          */
587         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
588         if (update_i_size && size > i_size) {
589                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
590                 i_size = size;
591         }
592         inode->disk_i_size = i_size;
593
594 fail:
595         return ret;
596 }
597
598 static bool can_cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode,
599                                       u64 offset, u64 size,
600                                       size_t compressed_size)
601 {
602         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
603         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
604
605         /* Inline extents must start at offset 0. */
606         if (offset != 0)
607                 return false;
608
609         /*
610          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
611          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
612          * is doing more writeback than what we want.
613          *
614          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
615          * where we only increase i_size after everything is done.
616          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
617          * So here we skip inline extent creation completely.
618          */
619         if (fs_info->sectorsize != PAGE_SIZE)
620                 return false;
621
622         /* Inline extents are limited to sectorsize. */
623         if (size > fs_info->sectorsize)
624                 return false;
625
626         /* We cannot exceed the maximum inline data size. */
627         if (data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
628                 return false;
629
630         /* We cannot exceed the user specified max_inline size. */
631         if (data_len > fs_info->max_inline)
632                 return false;
633
634         /* Inline extents must be the entirety of the file. */
635         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode))
636                 return false;
637
638         return true;
639 }
640
641 /*
642  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
643  * does the checks required to make sure the data is small enough
644  * to fit as an inline extent.
645  *
646  * If being used directly, you must have already checked we're allowed to cow
647  * the range by getting true from can_cow_file_range_inline().
648  */
649 static noinline int __cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 offset,
650                                             u64 size, size_t compressed_size,
651                                             int compress_type,
652                                             struct folio *compressed_folio,
653                                             bool update_i_size)
654 {
655         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
656         struct btrfs_root *root = inode->root;
657         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
658         struct btrfs_trans_handle *trans;
659         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
660         int ret;
661         struct btrfs_path *path;
662
663         path = btrfs_alloc_path();
664         if (!path)
665                 return -ENOMEM;
666
667         trans = btrfs_join_transaction(root);
668         if (IS_ERR(trans)) {
669                 btrfs_free_path(path);
670                 return PTR_ERR(trans);
671         }
672         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
673
674         drop_args.path = path;
675         drop_args.start = 0;
676         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
677         drop_args.drop_cache = true;
678         drop_args.replace_extent = true;
679         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
680         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
681         if (ret) {
682                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
683                 goto out;
684         }
685
686         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
687                                    size, compressed_size, compress_type,
688                                    compressed_folio, update_i_size);
689         if (ret && ret != -ENOSPC) {
690                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
691                 goto out;
692         } else if (ret == -ENOSPC) {
693                 ret = 1;
694                 goto out;
695         }
696
697         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
698         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
699         if (ret && ret != -ENOSPC) {
700                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
701                 goto out;
702         } else if (ret == -ENOSPC) {
703                 ret = 1;
704                 goto out;
705         }
706
707         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
708 out:
709         /*
710          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
711          * it won't count as data extent, free them directly here.
712          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
713          * just free one page here.
714          */
715         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE, NULL);
716         btrfs_free_path(path);
717         btrfs_end_transaction(trans);
718         return ret;
719 }
720
721 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode,
722                                           struct folio *locked_folio,
723                                           u64 offset, u64 end,
724                                           size_t compressed_size,
725                                           int compress_type,
726                                           struct folio *compressed_folio,
727                                           bool update_i_size)
728 {
729         struct extent_state *cached = NULL;
730         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
731                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_LOCKED;
732         u64 size = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode), end + 1);
733         int ret;
734
735         if (!can_cow_file_range_inline(inode, offset, size, compressed_size))
736                 return 1;
737
738         lock_extent(&inode->io_tree, offset, end, &cached);
739         ret = __cow_file_range_inline(inode, offset, size, compressed_size,
740                                       compress_type, compressed_folio,
741                                       update_i_size);
742         if (ret > 0) {
743                 unlock_extent(&inode->io_tree, offset, end, &cached);
744                 return ret;
745         }
746
747         /*
748          * In the successful case (ret == 0 here), cow_file_range will return 1.
749          *
750          * Quite a bit further up the callstack in extent_writepage(), ret == 1
751          * is treated as a short circuited success and does not unlock the folio,
752          * so we must do it here.
753          *
754          * In the failure case, the locked_folio does get unlocked by
755          * btrfs_folio_end_all_writers, which asserts that it is still locked
756          * at that point, so we must *not* unlock it here.
757          *
758          * The other two callsites in compress_file_range do not have a
759          * locked_folio, so they are not relevant to this logic.
760          */
761         if (ret == 0)
762                 locked_folio = NULL;
763
764         extent_clear_unlock_delalloc(inode, offset, end, locked_folio, &cached,
765                                      clear_flags, PAGE_UNLOCK |
766                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
767         return ret;
768 }
769
770 struct async_extent {
771         u64 start;
772         u64 ram_size;
773         u64 compressed_size;
774         struct folio **folios;
775         unsigned long nr_folios;
776         int compress_type;
777         struct list_head list;
778 };
779
780 struct async_chunk {
781         struct btrfs_inode *inode;
782         struct folio *locked_folio;
783         u64 start;
784         u64 end;
785         blk_opf_t write_flags;
786         struct list_head extents;
787         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
788         struct btrfs_work work;
789         struct async_cow *async_cow;
790 };
791
792 struct async_cow {
793         atomic_t num_chunks;
794         struct async_chunk chunks[];
795 };
796
797 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
798                                      u64 start, u64 ram_size,
799                                      u64 compressed_size,
800                                      struct folio **folios,
801                                      unsigned long nr_folios,
802                                      int compress_type)
803 {
804         struct async_extent *async_extent;
805
806         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
807         if (!async_extent)
808                 return -ENOMEM;
809         async_extent->start = start;
810         async_extent->ram_size = ram_size;
811         async_extent->compressed_size = compressed_size;
812         async_extent->folios = folios;
813         async_extent->nr_folios = nr_folios;
814         async_extent->compress_type = compress_type;
815         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
816         return 0;
817 }
818
819 /*
820  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
821  * options, defragmentation, properties or heuristics.
822  */
823 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
824                                       u64 end)
825 {
826         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
827
828         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
829                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
830                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
831                         btrfs_ino(inode));
832                 return 0;
833         }
834         /*
835          * Special check for subpage.
836          *
837          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
838          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
839          *
840          * 0            32K             64K
841          * |    |///////|       |///////|
842          *              \- A            \- B
843          *
844          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
845          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
846          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
847          *
848          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
849          * if the range is fully page aligned.
850          *
851          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
852          * the tailing partial page will be locked until the full compression
853          * finishes, delaying the write of other range.
854          *
855          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
856          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
857          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
858          * will unlock the full page.
859          */
860         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
861                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
862                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
863                         return 0;
864         }
865
866         /* force compress */
867         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
868                 return 1;
869         /* defrag ioctl */
870         if (inode->defrag_compress)
871                 return 1;
872         /* bad compression ratios */
873         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
874                 return 0;
875         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
876             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
877             inode->prop_compress)
878                 return btrfs_compress_heuristic(inode, start, end);
879         return 0;
880 }
881
882 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
883                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
884 {
885         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
886         if (num_bytes < small_write &&
887             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
888                 btrfs_add_inode_defrag(inode, small_write);
889 }
890
891 static int extent_range_clear_dirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
892 {
893         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
894         struct folio *folio;
895         int ret = 0;
896
897         for (unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
898              index <= end_index; index++) {
899                 folio = __filemap_get_folio(inode->i_mapping, index, 0, 0);
900                 if (IS_ERR(folio)) {
901                         if (!ret)
902                                 ret = PTR_ERR(folio);
903                         continue;
904                 }
905                 folio_clear_dirty_for_io(folio);
906                 folio_put(folio);
907         }
908         return ret;
909 }
910
911 /*
912  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
913  *
914  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
915  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
916  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
917  * put onto the queue by writepages and friends.
918  *
919  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
920  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
921  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
922  * the flusher thread sent them down.
923  */
924 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
925 {
926         struct async_chunk *async_chunk =
927                 container_of(work, struct async_chunk, work);
928         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
929         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
930         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
931         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
932         u64 start = async_chunk->start;
933         u64 end = async_chunk->end;
934         u64 actual_end;
935         u64 i_size;
936         int ret = 0;
937         struct folio **folios;
938         unsigned long nr_folios;
939         unsigned long total_compressed = 0;
940         unsigned long total_in = 0;
941         unsigned int poff;
942         int i;
943         int compress_type = fs_info->compress_type;
944
945         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
946
947         /*
948          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
949          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
950          * the page contents while we are compressing them.
951          */
952         ret = extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
953
954         /*
955          * All the folios should have been locked thus no failure.
956          *
957          * And even if some folios are missing, btrfs_compress_folios()
958          * would handle them correctly, so here just do an ASSERT() check for
959          * early logic errors.
960          */
961         ASSERT(ret == 0);
962
963         /*
964          * We need to save i_size before now because it could change in between
965          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
966          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
967          * later on.
968          *
969          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
970          * does that for us.
971          */
972         barrier();
973         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
974         barrier();
975         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
976 again:
977         folios = NULL;
978         nr_folios = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
979         nr_folios = min_t(unsigned long, nr_folios, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
980
981         /*
982          * we don't want to send crud past the end of i_size through
983          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
984          * end of the file is before the start of our current
985          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
986          * cleanup code that can deal with all of this.
987          *
988          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
989          * very uncommon corner.
990          */
991         if (actual_end <= start)
992                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
993
994         total_compressed = actual_end - start;
995
996         /*
997          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
998          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
999          */
1000         if (total_compressed <= blocksize &&
1001            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
1002                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
1003
1004         /*
1005          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
1006          * aligned range.
1007          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
1008          */
1009         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
1010                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
1011                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
1012                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
1013         }
1014
1015         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
1016                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
1017         total_in = 0;
1018         ret = 0;
1019
1020         /*
1021          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
1022          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
1023          * discover bad compression ratios.
1024          */
1025         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
1026                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
1027
1028         folios = kcalloc(nr_folios, sizeof(struct folio *), GFP_NOFS);
1029         if (!folios) {
1030                 /*
1031                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
1032                  * back to uncompressed code.
1033                  */
1034                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
1035         }
1036
1037         if (inode->defrag_compress)
1038                 compress_type = inode->defrag_compress;
1039         else if (inode->prop_compress)
1040                 compress_type = inode->prop_compress;
1041
1042         /* Compression level is applied here. */
1043         ret = btrfs_compress_folios(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
1044                                     mapping, start, folios, &nr_folios, &total_in,
1045                                     &total_compressed);
1046         if (ret)
1047                 goto mark_incompressible;
1048
1049         /*
1050          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
1051          * to disk.
1052          */
1053         poff = offset_in_page(total_compressed);
1054         if (poff)
1055                 folio_zero_range(folios[nr_folios - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
1056
1057         /*
1058          * Try to create an inline extent.
1059          *
1060          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
1061          * inline extent, else a compressed one.
1062          *
1063          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
1064          * extent for the subpage case.
1065          */
1066         if (total_in < actual_end)
1067                 ret = cow_file_range_inline(inode, NULL, start, end, 0,
1068                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1069         else
1070                 ret = cow_file_range_inline(inode, NULL, start, end, total_compressed,
1071                                             compress_type, folios[0], false);
1072         if (ret <= 0) {
1073                 if (ret < 0)
1074                         mapping_set_error(mapping, -EIO);
1075                 goto free_pages;
1076         }
1077
1078         /*
1079          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1080          * block size boundary so the allocator does sane things.
1081          */
1082         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1083
1084         /*
1085          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1086          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1087          * least one sector.
1088          */
1089         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1090         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1091                 goto mark_incompressible;
1092
1093         /*
1094          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1095          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1096          */
1097         ret = add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, folios,
1098                                nr_folios, compress_type);
1099         BUG_ON(ret);
1100         if (start + total_in < end) {
1101                 start += total_in;
1102                 cond_resched();
1103                 goto again;
1104         }
1105         return;
1106
1107 mark_incompressible:
1108         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1109                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1110 cleanup_and_bail_uncompressed:
1111         ret = add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1112                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1113         BUG_ON(ret);
1114 free_pages:
1115         if (folios) {
1116                 for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
1117                         WARN_ON(folios[i]->mapping);
1118                         btrfs_free_compr_folio(folios[i]);
1119                 }
1120                 kfree(folios);
1121         }
1122 }
1123
1124 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1125 {
1126         int i;
1127
1128         if (!async_extent->folios)
1129                 return;
1130
1131         for (i = 0; i < async_extent->nr_folios; i++) {
1132                 WARN_ON(async_extent->folios[i]->mapping);
1133                 btrfs_free_compr_folio(async_extent->folios[i]);
1134         }
1135         kfree(async_extent->folios);
1136         async_extent->nr_folios = 0;
1137         async_extent->folios = NULL;
1138 }
1139
1140 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1141                                       struct async_extent *async_extent,
1142                                       struct folio *locked_folio)
1143 {
1144         u64 start = async_extent->start;
1145         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1146         int ret;
1147         struct writeback_control wbc = {
1148                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1149                 .range_start            = start,
1150                 .range_end              = end,
1151                 .no_cgroup_owner        = 1,
1152         };
1153
1154         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1155         ret = run_delalloc_cow(inode, locked_folio, start, end,
1156                                &wbc, false);
1157         wbc_detach_inode(&wbc);
1158         if (ret < 0) {
1159                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_folio,
1160                                               start, end - start + 1);
1161                 if (locked_folio) {
1162                         const u64 page_start = folio_pos(locked_folio);
1163
1164                         folio_start_writeback(locked_folio);
1165                         folio_end_writeback(locked_folio);
1166                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_folio,
1167                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1168                                                        !ret);
1169                         mapping_set_error(locked_folio->mapping, ret);
1170                         folio_unlock(locked_folio);
1171                 }
1172         }
1173 }
1174
1175 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1176                                     struct async_extent *async_extent,
1177                                     u64 *alloc_hint)
1178 {
1179         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1180         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1181         struct btrfs_root *root = inode->root;
1182         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1183         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1184         struct btrfs_file_extent file_extent;
1185         struct btrfs_key ins;
1186         struct folio *locked_folio = NULL;
1187         struct extent_state *cached = 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_folio is in the async_extent range, we need to
1198          * handle it.
1199          */
1200         if (async_chunk->locked_folio) {
1201                 u64 locked_folio_start = folio_pos(async_chunk->locked_folio);
1202                 u64 locked_folio_end = locked_folio_start +
1203                         folio_size(async_chunk->locked_folio) - 1;
1204
1205                 if (!(start >= locked_folio_end || end <= locked_folio_start))
1206                         locked_folio = async_chunk->locked_folio;
1207         }
1208
1209         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1210                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_folio);
1211                 goto done;
1212         }
1213
1214         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1215                                    async_extent->compressed_size,
1216                                    async_extent->compressed_size,
1217                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1218         if (ret) {
1219                 /*
1220                  * We can't reserve contiguous space for the compressed size.
1221                  * Unlikely, but it's possible that we could have enough
1222                  * non-contiguous space for the uncompressed size instead.  So
1223                  * fall back to uncompressed.
1224                  */
1225                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_folio);
1226                 goto done;
1227         }
1228
1229         lock_extent(io_tree, start, end, &cached);
1230
1231         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1232         file_extent.disk_bytenr = ins.objectid;
1233         file_extent.disk_num_bytes = ins.offset;
1234         file_extent.ram_bytes = async_extent->ram_size;
1235         file_extent.num_bytes = async_extent->ram_size;
1236         file_extent.offset = 0;
1237         file_extent.compression = async_extent->compress_type;
1238
1239         em = btrfs_create_io_em(inode, start, &file_extent, BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1240         if (IS_ERR(em)) {
1241                 ret = PTR_ERR(em);
1242                 goto out_free_reserve;
1243         }
1244         free_extent_map(em);
1245
1246         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, &file_extent,
1247                                              1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1248         if (IS_ERR(ordered)) {
1249                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1250                 ret = PTR_ERR(ordered);
1251                 goto out_free_reserve;
1252         }
1253         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1254
1255         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1256         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1257                         NULL, &cached, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1258                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1259         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1260                             async_extent->folios,       /* compressed_folios */
1261                             async_extent->nr_folios,
1262                             async_chunk->write_flags, true);
1263         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1264 done:
1265         if (async_chunk->blkcg_css)
1266                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1267         kfree(async_extent);
1268         return;
1269
1270 out_free_reserve:
1271         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1272         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1273         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1274         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1275                                      NULL, &cached,
1276                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1277                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1278                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1279                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1280                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1281         free_async_extent_pages(async_extent);
1282         if (async_chunk->blkcg_css)
1283                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1284         btrfs_debug(fs_info,
1285 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1286                     btrfs_root_id(root), btrfs_ino(inode), start,
1287                     async_extent->ram_size, ret);
1288         kfree(async_extent);
1289 }
1290
1291 u64 btrfs_get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1292                                      u64 num_bytes)
1293 {
1294         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1295         struct extent_map *em;
1296         u64 alloc_hint = 0;
1297
1298         read_lock(&em_tree->lock);
1299         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1300         if (em) {
1301                 /*
1302                  * if block start isn't an actual block number then find the
1303                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1304                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1305                  */
1306                 if (em->disk_bytenr >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1307                         free_extent_map(em);
1308                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1309                         if (em && em->disk_bytenr < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1310                                 alloc_hint = extent_map_block_start(em);
1311                         if (em)
1312                                 free_extent_map(em);
1313                 } else {
1314                         alloc_hint = extent_map_block_start(em);
1315                         free_extent_map(em);
1316                 }
1317         }
1318         read_unlock(&em_tree->lock);
1319
1320         return alloc_hint;
1321 }
1322
1323 /*
1324  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1325  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1326  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1327  * in ram to track those extents.
1328  *
1329  * locked_folio is the folio that writepage had locked already.  We use
1330  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1331  *
1332  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_folio.
1333  *
1334  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1335  * unlocks all pages including locked_folio and starts I/O on them.
1336  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_folio is
1337  * the only page handled anyway).
1338  *
1339  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1340  * status depends on the passed in flags:
1341  *
1342  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1343  * - Else all pages except for @locked_folio are unlocked.
1344  *
1345  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1346  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1347  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1348  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1349  * example.
1350  */
1351 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1352                                    struct folio *locked_folio, u64 start,
1353                                    u64 end, u64 *done_offset,
1354                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1355 {
1356         struct btrfs_root *root = inode->root;
1357         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1358         struct extent_state *cached = NULL;
1359         u64 alloc_hint = 0;
1360         u64 orig_start = start;
1361         u64 num_bytes;
1362         unsigned long ram_size;
1363         u64 cur_alloc_size = 0;
1364         u64 min_alloc_size;
1365         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1366         struct btrfs_key ins;
1367         struct extent_map *em;
1368         unsigned clear_bits;
1369         unsigned long page_ops;
1370         bool extent_reserved = false;
1371         int ret = 0;
1372
1373         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1374                 ret = -EINVAL;
1375                 goto out_unlock;
1376         }
1377
1378         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1379         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1380         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1381
1382         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1383
1384         if (!no_inline) {
1385                 /* lets try to make an inline extent */
1386                 ret = cow_file_range_inline(inode, locked_folio, start, end, 0,
1387                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1388                 if (ret <= 0) {
1389                         /*
1390                          * We succeeded, return 1 so the caller knows we're done
1391                          * with this page and already handled the IO.
1392                          *
1393                          * If there was an error then cow_file_range_inline() has
1394                          * already done the cleanup.
1395                          */
1396                         if (ret == 0)
1397                                 ret = 1;
1398                         goto done;
1399                 }
1400         }
1401
1402         alloc_hint = btrfs_get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1403
1404         /*
1405          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1406          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1407          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1408          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1409          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1410          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1411          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1412          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1413          * items.
1414          */
1415         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1416                 min_alloc_size = num_bytes;
1417         else
1418                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1419
1420         while (num_bytes > 0) {
1421                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1422                 struct btrfs_file_extent file_extent;
1423
1424                 cur_alloc_size = num_bytes;
1425                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1426                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1427                                            &ins, 1, 1);
1428                 if (ret == -EAGAIN) {
1429                         /*
1430                          * btrfs_reserve_extent only returns -EAGAIN for zoned
1431                          * file systems, which is an indication that there are
1432                          * no active zones to allocate from at the moment.
1433                          *
1434                          * If this is the first loop iteration, wait for at
1435                          * least one zone to finish before retrying the
1436                          * allocation.  Otherwise ask the caller to write out
1437                          * the already allocated blocks before coming back to
1438                          * us, or return -ENOSPC if it can't handle retries.
1439                          */
1440                         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
1441                         if (start == orig_start) {
1442                                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1443                                                BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1444                                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1445                                 continue;
1446                         }
1447                         if (done_offset) {
1448                                 *done_offset = start - 1;
1449                                 return 0;
1450                         }
1451                         ret = -ENOSPC;
1452                 }
1453                 if (ret < 0)
1454                         goto out_unlock;
1455                 cur_alloc_size = ins.offset;
1456                 extent_reserved = true;
1457
1458                 ram_size = ins.offset;
1459                 file_extent.disk_bytenr = ins.objectid;
1460                 file_extent.disk_num_bytes = ins.offset;
1461                 file_extent.num_bytes = ins.offset;
1462                 file_extent.ram_bytes = ins.offset;
1463                 file_extent.offset = 0;
1464                 file_extent.compression = BTRFS_COMPRESS_NONE;
1465
1466                 lock_extent(&inode->io_tree, start, start + ram_size - 1,
1467                             &cached);
1468
1469                 em = btrfs_create_io_em(inode, start, &file_extent,
1470                                         BTRFS_ORDERED_REGULAR);
1471                 if (IS_ERR(em)) {
1472                         unlock_extent(&inode->io_tree, start,
1473                                       start + ram_size - 1, &cached);
1474                         ret = PTR_ERR(em);
1475                         goto out_reserve;
1476                 }
1477                 free_extent_map(em);
1478
1479                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, &file_extent,
1480                                                      1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR);
1481                 if (IS_ERR(ordered)) {
1482                         unlock_extent(&inode->io_tree, start,
1483                                       start + ram_size - 1, &cached);
1484                         ret = PTR_ERR(ordered);
1485                         goto out_drop_extent_cache;
1486                 }
1487
1488                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1489                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1490
1491                         /*
1492                          * Only drop cache here, and process as normal.
1493                          *
1494                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1495                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1496                          * extent, as its meta should be freed by
1497                          * btrfs_finish_ordered_io().
1498                          *
1499                          * So we must continue until @start is increased to
1500                          * skip current ordered extent.
1501                          */
1502                         if (ret)
1503                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1504                                                             start + ram_size - 1,
1505                                                             false);
1506                 }
1507                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1508
1509                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1510
1511                 /*
1512                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1513                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1514                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1515                  *
1516                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1517                  * properly setup for writepage.
1518                  */
1519                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1520                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1521
1522                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1523                                              locked_folio, &cached,
1524                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1525                                              page_ops);
1526                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1527                         num_bytes = 0;
1528                 else
1529                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1530                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1531                 start += cur_alloc_size;
1532                 extent_reserved = false;
1533
1534                 /*
1535                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1536                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1537                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1538                  */
1539                 if (ret)
1540                         goto out_unlock;
1541         }
1542 done:
1543         if (done_offset)
1544                 *done_offset = end;
1545         return ret;
1546
1547 out_drop_extent_cache:
1548         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1549 out_reserve:
1550         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1551         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1552 out_unlock:
1553         /*
1554          * Now, we have three regions to clean up:
1555          *
1556          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1557          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1558          *
1559          * We process each region below.
1560          */
1561
1562         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1563                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1564         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1565
1566         /*
1567          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1568          * for this region. They are cleaned up by
1569          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1570          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1571          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1572          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1573          * function.
1574          *
1575          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1576          * (except @locked_folio) to ensure all the pages are unlocked.
1577          */
1578         if (keep_locked && orig_start < start) {
1579                 if (!locked_folio)
1580                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1581                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1582                                              locked_folio, NULL, 0, page_ops);
1583         }
1584
1585         /*
1586          * At this point we're unlocked, we want to make sure we're only
1587          * clearing these flags under the extent lock, so lock the rest of the
1588          * range and clear everything up.
1589          */
1590         lock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1591
1592         /*
1593          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1594          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1595          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1596          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1597          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1598          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1599          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1600          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1601          */
1602         if (extent_reserved) {
1603                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1604                                              start + cur_alloc_size - 1,
1605                                              locked_folio, &cached, clear_bits,
1606                                              page_ops);
1607                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, start, cur_alloc_size, NULL);
1608                 start += cur_alloc_size;
1609         }
1610
1611         /*
1612          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1613          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1614          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1615          * btrfs_check_data_free_space().
1616          */
1617         if (start < end) {
1618                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1619                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_folio,
1620                                              &cached, clear_bits, page_ops);
1621                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, start, cur_alloc_size, NULL);
1622         }
1623         return ret;
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1628  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1629  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1630  *
1631  * If called with @do_free == true then it'll try to finish the work and free
1632  * the work struct eventually.
1633  */
1634 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work, bool do_free)
1635 {
1636         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1637                                                      work);
1638         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1639         struct async_extent *async_extent;
1640         unsigned long nr_pages;
1641         u64 alloc_hint = 0;
1642
1643         if (do_free) {
1644                 struct async_cow *async_cow;
1645
1646                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1647                 if (async_chunk->blkcg_css)
1648                         css_put(async_chunk->blkcg_css);
1649
1650                 async_cow = async_chunk->async_cow;
1651                 if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1652                         kvfree(async_cow);
1653                 return;
1654         }
1655
1656         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1657                 PAGE_SHIFT;
1658
1659         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1660                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1661                                           struct async_extent, list);
1662                 list_del(&async_extent->list);
1663                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1664         }
1665
1666         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1667         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1668             5 * SZ_1M)
1669                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1670 }
1671
1672 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1673                                     struct folio *locked_folio, u64 start,
1674                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1675 {
1676         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1677         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1678         struct async_cow *ctx;
1679         struct async_chunk *async_chunk;
1680         unsigned long nr_pages;
1681         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1682         int i;
1683         unsigned nofs_flag;
1684         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1685
1686         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1687         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1688         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1689         if (!ctx)
1690                 return false;
1691
1692         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1693
1694         async_chunk = ctx->chunks;
1695         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1696
1697         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1698                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1699
1700                 /*
1701                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1702                  * lightweight reference for the callback lifetime
1703                  */
1704                 ihold(&inode->vfs_inode);
1705                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1706                 async_chunk[i].inode = inode;
1707                 async_chunk[i].start = start;
1708                 async_chunk[i].end = cur_end;
1709                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1710                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1711
1712                 /*
1713                  * The locked_folio comes all the way from writepage and its
1714                  * the original folio we were actually given.  As we spread
1715                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1716                  * structs, only the first struct needs a pointer to
1717                  * locked_folio.
1718                  *
1719                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1720                  * to unlock it.
1721                  */
1722                 if (locked_folio) {
1723                         /*
1724                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1725                          * might not go through async.  We want all of them to
1726                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1727                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1728                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1729                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1730                          * against the first page.
1731                          */
1732                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_folio,
1733                                                  cur_end - start);
1734                         async_chunk[i].locked_folio = locked_folio;
1735                         locked_folio = NULL;
1736                 } else {
1737                         async_chunk[i].locked_folio = NULL;
1738                 }
1739
1740                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1741                         css_get(blkcg_css);
1742                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1743                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1744                 } else {
1745                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1746                 }
1747
1748                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1749                                 submit_compressed_extents);
1750
1751                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1752                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1753
1754                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1755
1756                 start = cur_end + 1;
1757         }
1758         return true;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Run the delalloc range from start to end, and write back any dirty pages
1763  * covered by the range.
1764  */
1765 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
1766                                      struct folio *locked_folio, u64 start,
1767                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
1768                                      bool pages_dirty)
1769 {
1770         u64 done_offset = end;
1771         int ret;
1772
1773         while (start <= end) {
1774                 ret = cow_file_range(inode, locked_folio, start, end,
1775                                      &done_offset, true, false);
1776                 if (ret)
1777                         return ret;
1778                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, locked_folio,
1779                                           start, done_offset, wbc, pages_dirty);
1780                 start = done_offset + 1;
1781         }
1782
1783         return 1;
1784 }
1785
1786 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode,
1787                            struct folio *locked_folio, const u64 start,
1788                            const u64 end)
1789 {
1790         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1791         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1792         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1793         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1794         struct extent_state *cached_state = NULL;
1795         u64 range_start = start;
1796         u64 count;
1797         int ret;
1798
1799         /*
1800          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1801          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1802          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1803          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1804          * has the NOCOW bit set).
1805          *
1806          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1807          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1808          * scrub or relocation) we need to do the following:
1809          *
1810          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1811          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1812          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1813          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1814          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1815          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1816          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1817          *
1818          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1819          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1820          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1821          *    data space info, which we incremented in the step above.
1822          *
1823          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1824          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1825          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1826          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1827          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1828          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1829          * when starting writeback.
1830          */
1831         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
1832         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1833                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1834         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1835                 u64 bytes = count;
1836                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1837                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1838
1839                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1840                         bytes = range_bytes;
1841
1842                 spin_lock(&sinfo->lock);
1843                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1844                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1845
1846                 if (count > 0)
1847                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1848                                          NULL);
1849         }
1850         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
1851
1852         /*
1853          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1854          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1855          * doesn't work.
1856          */
1857         ret = cow_file_range(inode, locked_folio, start, end, NULL, false,
1858                              true);
1859         ASSERT(ret != 1);
1860         return ret;
1861 }
1862
1863 struct can_nocow_file_extent_args {
1864         /* Input fields. */
1865
1866         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1867         u64 start;
1868         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1869         u64 end;
1870         bool writeback_path;
1871         bool strict;
1872         /*
1873          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1874          * anymore.
1875          */
1876         bool free_path;
1877
1878         /*
1879          * Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1.
1880          * The expected file extent for the NOCOW write.
1881          */
1882         struct btrfs_file_extent file_extent;
1883 };
1884
1885 /*
1886  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1887  * This function may return with the path released, so the caller should check
1888  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1889  *
1890  * Returns: < 0 on error
1891  *            0 if we can not NOCOW
1892  *            1 if we can NOCOW
1893  */
1894 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1895                                  struct btrfs_key *key,
1896                                  struct btrfs_inode *inode,
1897                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1898 {
1899         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1900         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1901         struct btrfs_root *root = inode->root;
1902         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1903         struct btrfs_root *csum_root;
1904         u64 io_start;
1905         u64 extent_end;
1906         u8 extent_type;
1907         int can_nocow = 0;
1908         int ret = 0;
1909         bool nowait = path->nowait;
1910
1911         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1912         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1913
1914         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1915                 goto out;
1916
1917         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1918             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1919                 goto out;
1920
1921         /*
1922          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1923          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1924          * hence we must COW.
1925          */
1926         if (!args->strict &&
1927             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1928             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1929                 goto out;
1930
1931         /* An explicit hole, must COW. */
1932         if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi) == 0)
1933                 goto out;
1934
1935         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1936         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1937             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1938             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1939                 goto out;
1940
1941         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1942
1943         args->file_extent.disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1944         args->file_extent.disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1945         args->file_extent.ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
1946         args->file_extent.offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1947         args->file_extent.compression = btrfs_file_extent_compression(leaf, fi);
1948
1949         /*
1950          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1951          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1952          * blocking other tasks for too long.
1953          */
1954         btrfs_release_path(path);
1955
1956         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1957                                     key->offset - args->file_extent.offset,
1958                                     args->file_extent.disk_bytenr, args->strict, path);
1959         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1960         if (ret != 0)
1961                 goto out;
1962
1963         if (args->free_path) {
1964                 /*
1965                  * We don't need the path anymore, plus through the
1966                  * btrfs_lookup_csums_list() call below we will end up allocating
1967                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1968                  * memory usage.
1969                  */
1970                 btrfs_free_path(path);
1971                 path = NULL;
1972         }
1973
1974         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1975         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1976             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1977                 goto out;
1978
1979         args->file_extent.num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1980         args->file_extent.offset += args->start - key->offset;
1981         io_start = args->file_extent.disk_bytenr + args->file_extent.offset;
1982
1983         /*
1984          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1985          * given extent are either valid or do not exist.
1986          */
1987
1988         csum_root = btrfs_csum_root(root->fs_info, io_start);
1989         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, io_start,
1990                                       io_start + args->file_extent.num_bytes - 1,
1991                                       NULL, nowait);
1992         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1993         if (ret != 0)
1994                 goto out;
1995
1996         can_nocow = 1;
1997  out:
1998         if (args->free_path && path)
1999                 btrfs_free_path(path);
2000
2001         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
2002 }
2003
2004 /*
2005  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
2006  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
2007  *
2008  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
2009  * blocks on disk
2010  */
2011 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
2012                                        struct folio *locked_folio,
2013                                        const u64 start, const u64 end)
2014 {
2015         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2016         struct btrfs_root *root = inode->root;
2017         struct btrfs_path *path;
2018         u64 cow_start = (u64)-1;
2019         u64 cur_offset = start;
2020         int ret;
2021         bool check_prev = true;
2022         u64 ino = btrfs_ino(inode);
2023         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
2024
2025         /*
2026          * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but in case
2027          * of relocation on a zoned filesystem serializes I/O so that we're only
2028          * writing sequentially and can end up here as well.
2029          */
2030         ASSERT(!btrfs_is_zoned(fs_info) || btrfs_is_data_reloc_root(root));
2031
2032         path = btrfs_alloc_path();
2033         if (!path) {
2034                 ret = -ENOMEM;
2035                 goto error;
2036         }
2037
2038         nocow_args.end = end;
2039         nocow_args.writeback_path = true;
2040
2041         while (cur_offset <= end) {
2042                 struct btrfs_block_group *nocow_bg = NULL;
2043                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2044                 struct btrfs_key found_key;
2045                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2046                 struct extent_buffer *leaf;
2047                 struct extent_state *cached_state = NULL;
2048                 u64 extent_end;
2049                 u64 nocow_end;
2050                 int extent_type;
2051                 bool is_prealloc;
2052
2053                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2054                                                cur_offset, 0);
2055                 if (ret < 0)
2056                         goto error;
2057
2058                 /*
2059                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2060                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2061                  * one containing the search offset
2062                  */
2063                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2064                         leaf = path->nodes[0];
2065                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2066                                               path->slots[0] - 1);
2067                         if (found_key.objectid == ino &&
2068                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2069                                 path->slots[0]--;
2070                 }
2071                 check_prev = false;
2072 next_slot:
2073                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2074                 leaf = path->nodes[0];
2075                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2076                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2077                         if (ret < 0)
2078                                 goto error;
2079                         if (ret > 0)
2080                                 break;
2081                         leaf = path->nodes[0];
2082                 }
2083
2084                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2085
2086                 /* Didn't find anything for our INO */
2087                 if (found_key.objectid > ino)
2088                         break;
2089                 /*
2090                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2091                  * more extents for this inode
2092                  */
2093                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2094                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2095                         path->slots[0]++;
2096                         goto next_slot;
2097                 }
2098
2099                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2100                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2101                     found_key.offset > end)
2102                         break;
2103
2104                 /*
2105                  * If the found extent starts after requested offset, then
2106                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2107                  */
2108                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2109                         extent_end = found_key.offset;
2110                         extent_type = 0;
2111                         goto must_cow;
2112                 }
2113
2114                 /*
2115                  * Found extent which begins before our range and potentially
2116                  * intersect it
2117                  */
2118                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2119                                     struct btrfs_file_extent_item);
2120                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2121                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2122                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2123                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2124                         ret = -EUCLEAN;
2125                         goto error;
2126                 }
2127                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2128
2129                 /*
2130                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2131                  * the next extent.
2132                  */
2133                 if (extent_end <= cur_offset) {
2134                         path->slots[0]++;
2135                         goto next_slot;
2136                 }
2137
2138                 nocow_args.start = cur_offset;
2139                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2140                 if (ret < 0)
2141                         goto error;
2142                 if (ret == 0)
2143                         goto must_cow;
2144
2145                 ret = 0;
2146                 nocow_bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info,
2147                                 nocow_args.file_extent.disk_bytenr +
2148                                 nocow_args.file_extent.offset);
2149                 if (!nocow_bg) {
2150 must_cow:
2151                         /*
2152                          * If we can't perform NOCOW writeback for the range,
2153                          * then record the beginning of the range that needs to
2154                          * be COWed.  It will be written out before the next
2155                          * NOCOW range if we find one, or when exiting this
2156                          * loop.
2157                          */
2158                         if (cow_start == (u64)-1)
2159                                 cow_start = cur_offset;
2160                         cur_offset = extent_end;
2161                         if (cur_offset > end)
2162                                 break;
2163                         if (!path->nodes[0])
2164                                 continue;
2165                         path->slots[0]++;
2166                         goto next_slot;
2167                 }
2168
2169                 /*
2170                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2171                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2172                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2173                  */
2174                 if (cow_start != (u64)-1) {
2175                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_folio, cow_start,
2176                                               found_key.offset - 1);
2177                         cow_start = (u64)-1;
2178                         if (ret) {
2179                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2180                                 goto error;
2181                         }
2182                 }
2183
2184                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.file_extent.num_bytes - 1;
2185                 lock_extent(&inode->io_tree, cur_offset, nocow_end, &cached_state);
2186
2187                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2188                 if (is_prealloc) {
2189                         struct extent_map *em;
2190
2191                         em = btrfs_create_io_em(inode, cur_offset,
2192                                                 &nocow_args.file_extent,
2193                                                 BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2194                         if (IS_ERR(em)) {
2195                                 unlock_extent(&inode->io_tree, cur_offset,
2196                                               nocow_end, &cached_state);
2197                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2198                                 ret = PTR_ERR(em);
2199                                 goto error;
2200                         }
2201                         free_extent_map(em);
2202                 }
2203
2204                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2205                                 &nocow_args.file_extent,
2206                                 is_prealloc
2207                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2208                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW));
2209                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2210                 if (IS_ERR(ordered)) {
2211                         if (is_prealloc) {
2212                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2213                                                             nocow_end, false);
2214                         }
2215                         unlock_extent(&inode->io_tree, cur_offset,
2216                                       nocow_end, &cached_state);
2217                         ret = PTR_ERR(ordered);
2218                         goto error;
2219                 }
2220
2221                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2222                         /*
2223                          * Error handled later, as we must prevent
2224                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2225                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2226                          */
2227                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2228                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2229
2230                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2231                                              locked_folio, &cached_state,
2232                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
2233                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2234                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2235
2236                 cur_offset = extent_end;
2237
2238                 /*
2239                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2240                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2241                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2242                  */
2243                 if (ret)
2244                         goto error;
2245         }
2246         btrfs_release_path(path);
2247
2248         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2249                 cow_start = cur_offset;
2250
2251         if (cow_start != (u64)-1) {
2252                 cur_offset = end;
2253                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_folio, cow_start, end);
2254                 cow_start = (u64)-1;
2255                 if (ret)
2256                         goto error;
2257         }
2258
2259         btrfs_free_path(path);
2260         return 0;
2261
2262 error:
2263         /*
2264          * If an error happened while a COW region is outstanding, cur_offset
2265          * needs to be reset to cow_start to ensure the COW region is unlocked
2266          * as well.
2267          */
2268         if (cow_start != (u64)-1)
2269                 cur_offset = cow_start;
2270
2271         /*
2272          * We need to lock the extent here because we're clearing DELALLOC and
2273          * we're not locked at this point.
2274          */
2275         if (cur_offset < end) {
2276                 struct extent_state *cached = NULL;
2277
2278                 lock_extent(&inode->io_tree, cur_offset, end, &cached);
2279                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2280                                              locked_folio, &cached,
2281                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
2282                                              EXTENT_DEFRAG |
2283                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2284                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2285                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2286                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur_offset, end - cur_offset + 1, NULL);
2287         }
2288         btrfs_free_path(path);
2289         return ret;
2290 }
2291
2292 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2293 {
2294         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2295                 if (inode->defrag_bytes &&
2296                     test_range_bit_exists(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG))
2297                         return false;
2298                 return true;
2299         }
2300         return false;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2305  * being touched for the first time.
2306  */
2307 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct folio *locked_folio,
2308                              u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc)
2309 {
2310         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2311         int ret;
2312
2313         /*
2314          * The range must cover part of the @locked_folio, or a return of 1
2315          * can confuse the caller.
2316          */
2317         ASSERT(!(end <= folio_pos(locked_folio) ||
2318                  start >= folio_pos(locked_folio) + folio_size(locked_folio)));
2319
2320         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2321                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_folio, start, end);
2322                 goto out;
2323         }
2324
2325         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2326             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2327             run_delalloc_compressed(inode, locked_folio, start, end, wbc))
2328                 return 1;
2329
2330         if (zoned)
2331                 ret = run_delalloc_cow(inode, locked_folio, start, end, wbc,
2332                                        true);
2333         else
2334                 ret = cow_file_range(inode, locked_folio, start, end, NULL,
2335                                      false, false);
2336
2337 out:
2338         if (ret < 0)
2339                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_folio, start,
2340                                               end - start + 1);
2341         return ret;
2342 }
2343
2344 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2345                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2346 {
2347         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2348         u64 size;
2349
2350         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2351
2352         /* not delalloc, ignore it */
2353         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2354                 return;
2355
2356         size = orig->end - orig->start + 1;
2357         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2358                 u32 num_extents;
2359                 u64 new_size;
2360
2361                 /*
2362                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2363                  * applies here, just in reverse.
2364                  */
2365                 new_size = orig->end - split + 1;
2366                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2367                 new_size = split - orig->start;
2368                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2369                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2370                         return;
2371         }
2372
2373         spin_lock(&inode->lock);
2374         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2375         spin_unlock(&inode->lock);
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2380  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2381  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2382  */
2383 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2384                                  struct extent_state *other)
2385 {
2386         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2387         u64 new_size, old_size;
2388         u32 num_extents;
2389
2390         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2391
2392         /* not delalloc, ignore it */
2393         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2394                 return;
2395
2396         if (new->start > other->start)
2397                 new_size = new->end - other->start + 1;
2398         else
2399                 new_size = other->end - new->start + 1;
2400
2401         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2402         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2403                 spin_lock(&inode->lock);
2404                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2405                 spin_unlock(&inode->lock);
2406                 return;
2407         }
2408
2409         /*
2410          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2411          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2412          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2413          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2414          *
2415          * [ 4k][MAX_SIZE]
2416          *
2417          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2418          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2419          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2420          *
2421          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2422          *
2423          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2424          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2425          * this case.
2426          */
2427         old_size = other->end - other->start + 1;
2428         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2429         old_size = new->end - new->start + 1;
2430         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2431         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2432                 return;
2433
2434         spin_lock(&inode->lock);
2435         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2436         spin_unlock(&inode->lock);
2437 }
2438
2439 static void btrfs_add_delalloc_inode(struct btrfs_inode *inode)
2440 {
2441         struct btrfs_root *root = inode->root;
2442         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2443
2444         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2445         ASSERT(list_empty(&inode->delalloc_inodes));
2446         list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2447         root->nr_delalloc_inodes++;
2448         if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2449                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2450                 ASSERT(list_empty(&root->delalloc_root));
2451                 list_add_tail(&root->delalloc_root, &fs_info->delalloc_roots);
2452                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2453         }
2454         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2455 }
2456
2457 void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_inode *inode)
2458 {
2459         struct btrfs_root *root = inode->root;
2460         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2461
2462         lockdep_assert_held(&root->delalloc_lock);
2463
2464         /*
2465          * We may be called after the inode was already deleted from the list,
2466          * namely in the transaction abort path btrfs_destroy_delalloc_inodes(),
2467          * and then later through btrfs_clear_delalloc_extent() while the inode
2468          * still has ->delalloc_bytes > 0.
2469          */
2470         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2471                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2472                 root->nr_delalloc_inodes--;
2473                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2474                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2475                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2476                         ASSERT(!list_empty(&root->delalloc_root));
2477                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2478                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2479                 }
2480         }
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2485  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2486  */
2487 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2488                                u32 bits)
2489 {
2490         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2491
2492         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2493
2494         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2495                 WARN_ON(1);
2496         /*
2497          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2498          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2499          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2500          */
2501         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2502                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2503                 u64 prev_delalloc_bytes;
2504                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2505
2506                 spin_lock(&inode->lock);
2507                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2508                 spin_unlock(&inode->lock);
2509
2510                 /* For sanity tests */
2511                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2512                         return;
2513
2514                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2515                                          fs_info->delalloc_batch);
2516                 spin_lock(&inode->lock);
2517                 prev_delalloc_bytes = inode->delalloc_bytes;
2518                 inode->delalloc_bytes += len;
2519                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2520                         inode->defrag_bytes += len;
2521                 spin_unlock(&inode->lock);
2522
2523                 /*
2524                  * We don't need to be under the protection of the inode's lock,
2525                  * because we are called while holding the inode's io_tree lock
2526                  * and are therefore protected against concurrent calls of this
2527                  * function and btrfs_clear_delalloc_extent().
2528                  */
2529                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) && prev_delalloc_bytes == 0)
2530                         btrfs_add_delalloc_inode(inode);
2531         }
2532
2533         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2534             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2535                 spin_lock(&inode->lock);
2536                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2537                 spin_unlock(&inode->lock);
2538         }
2539 }
2540
2541 /*
2542  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2543  * accounting happens.
2544  */
2545 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2546                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2547 {
2548         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2549         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2550         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2551
2552         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2553
2554         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2555                 spin_lock(&inode->lock);
2556                 inode->defrag_bytes -= len;
2557                 spin_unlock(&inode->lock);
2558         }
2559
2560         /*
2561          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2562          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2563          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2564          */
2565         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2566                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2567                 u64 new_delalloc_bytes;
2568
2569                 spin_lock(&inode->lock);
2570                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2571                 spin_unlock(&inode->lock);
2572
2573                 /*
2574                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2575                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2576                  * error.
2577                  */
2578                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2579                     root != fs_info->tree_root)
2580                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, true);
2581
2582                 /* For sanity tests. */
2583                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2584                         return;
2585
2586                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2587                     !btrfs_is_free_space_inode(inode) &&
2588                     !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2589                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2590                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2591
2592                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2593                                          fs_info->delalloc_batch);
2594                 spin_lock(&inode->lock);
2595                 inode->delalloc_bytes -= len;
2596                 new_delalloc_bytes = inode->delalloc_bytes;
2597                 spin_unlock(&inode->lock);
2598
2599                 /*
2600                  * We don't need to be under the protection of the inode's lock,
2601                  * because we are called while holding the inode's io_tree lock
2602                  * and are therefore protected against concurrent calls of this
2603                  * function and btrfs_set_delalloc_extent().
2604                  */
2605                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) && new_delalloc_bytes == 0) {
2606                         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2607                         btrfs_del_delalloc_inode(inode);
2608                         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2609                 }
2610         }
2611
2612         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2613             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2614                 spin_lock(&inode->lock);
2615                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2616                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2617                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2618                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2619                 spin_unlock(&inode->lock);
2620         }
2621 }
2622
2623 /*
2624  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2625  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2626  */
2627 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2628                              struct list_head *list)
2629 {
2630         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2631         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2632         int ret;
2633
2634         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2635                 trans->adding_csums = true;
2636                 if (!csum_root)
2637                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2638                                                     sum->logical);
2639                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2640                 trans->adding_csums = false;
2641                 if (ret)
2642                         return ret;
2643         }
2644         return 0;
2645 }
2646
2647 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2648                                          const u64 start,
2649                                          const u64 len,
2650                                          struct extent_state **cached_state)
2651 {
2652         u64 search_start = start;
2653         const u64 end = start + len - 1;
2654
2655         while (search_start < end) {
2656                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2657                 struct extent_map *em;
2658                 u64 em_len;
2659                 int ret = 0;
2660
2661                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, search_start, search_len);
2662                 if (IS_ERR(em))
2663                         return PTR_ERR(em);
2664
2665                 if (em->disk_bytenr != EXTENT_MAP_HOLE)
2666                         goto next;
2667
2668                 em_len = em->len;
2669                 if (em->start < search_start)
2670                         em_len -= search_start - em->start;
2671                 if (em_len > search_len)
2672                         em_len = search_len;
2673
2674                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2675                                      search_start + em_len - 1,
2676                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2677 next:
2678                 search_start = extent_map_end(em);
2679                 free_extent_map(em);
2680                 if (ret)
2681                         return ret;
2682         }
2683         return 0;
2684 }
2685
2686 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2687                               unsigned int extra_bits,
2688                               struct extent_state **cached_state)
2689 {
2690         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2691
2692         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2693             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2694                 /*
2695                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2696                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2697                  */
2698                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2699         } else {
2700                 int ret;
2701
2702                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2703                                                     end + 1 - start,
2704                                                     cached_state);
2705                 if (ret)
2706                         return ret;
2707         }
2708
2709         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2710                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2711 }
2712
2713 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2714 struct btrfs_writepage_fixup {
2715         struct folio *folio;
2716         struct btrfs_inode *inode;
2717         struct btrfs_work work;
2718 };
2719
2720 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2721 {
2722         struct btrfs_writepage_fixup *fixup =
2723                 container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2724         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2725         struct extent_state *cached_state = NULL;
2726         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2727         struct folio *folio = fixup->folio;
2728         struct btrfs_inode *inode = fixup->inode;
2729         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2730         u64 page_start = folio_pos(folio);
2731         u64 page_end = folio_pos(folio) + folio_size(folio) - 1;
2732         int ret = 0;
2733         bool free_delalloc_space = true;
2734
2735         /*
2736          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2737          * we take the folio lock.
2738          */
2739         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2740                                            folio_size(folio));
2741 again:
2742         folio_lock(folio);
2743
2744         /*
2745          * Before we queued this fixup, we took a reference on the folio.
2746          * folio->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2747          * address space.
2748          */
2749         if (!folio->mapping || !folio_test_dirty(folio) ||
2750             !folio_test_checked(folio)) {
2751                 /*
2752                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2753                  *
2754                  * 1) We got here and our folio had already been dealt with and
2755                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2756                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2757                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2758                  *    while waiting for the ordered extent.
2759                  * 2) Our folio was already dealt with, but we happened to get an
2760                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2761                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2762                  *    because the folio was already dealt with we don't want to
2763                  *    mark the folio with an error, so make sure we're resetting
2764                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2765                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2766                  *    when the folio was already properly dealt with.
2767                  */
2768                 if (!ret) {
2769                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, folio_size(folio));
2770                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2771                                                      page_start, folio_size(folio),
2772                                                      true);
2773                 }
2774                 ret = 0;
2775                 goto out_page;
2776         }
2777
2778         /*
2779          * We can't mess with the folio state unless it is locked, so now that
2780          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2781          */
2782         if (ret)
2783                 goto out_page;
2784
2785         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2786
2787         /* already ordered? We're done */
2788         if (folio_test_ordered(folio))
2789                 goto out_reserved;
2790
2791         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2792         if (ordered) {
2793                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2794                               &cached_state);
2795                 folio_unlock(folio);
2796                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2797                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2798                 goto again;
2799         }
2800
2801         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2802                                         &cached_state);
2803         if (ret)
2804                 goto out_reserved;
2805
2806         /*
2807          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2808          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2809          * destination.
2810          *
2811          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2812          */
2813         BUG_ON(!folio_test_dirty(folio));
2814         free_delalloc_space = false;
2815 out_reserved:
2816         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2817         if (free_delalloc_space)
2818                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2819                                              PAGE_SIZE, true);
2820         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2821 out_page:
2822         if (ret) {
2823                 /*
2824                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2825                  * to reflect the errors and clean the page.
2826                  */
2827                 mapping_set_error(folio->mapping, ret);
2828                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, folio, page_start,
2829                                                folio_size(folio), !ret);
2830                 folio_clear_dirty_for_io(folio);
2831         }
2832         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, page_start, PAGE_SIZE);
2833         folio_unlock(folio);
2834         folio_put(folio);
2835         kfree(fixup);
2836         extent_changeset_free(data_reserved);
2837         /*
2838          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2839          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2840          * deadlock.
2841          */
2842         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2843 }
2844
2845 /*
2846  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2847  * set the folio dirty bit without asking the filesystem if it is a
2848  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2849  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2850  *
2851  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2852  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2853  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2854  * the delalloc bit and make it safe to write the folio.
2855  */
2856 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct folio *folio)
2857 {
2858         struct inode *inode = folio->mapping->host;
2859         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
2860         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2861
2862         /* This folio has ordered extent covering it already */
2863         if (folio_test_ordered(folio))
2864                 return 0;
2865
2866         /*
2867          * folio_checked is set below when we create a fixup worker for this
2868          * folio, don't try to create another one if we're already
2869          * folio_test_checked.
2870          *
2871          * The extent_io writepage code will redirty the foio if we send back
2872          * EAGAIN.
2873          */
2874         if (folio_test_checked(folio))
2875                 return -EAGAIN;
2876
2877         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2878         if (!fixup)
2879                 return -EAGAIN;
2880
2881         /*
2882          * We are already holding a reference to this inode from
2883          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2884          * takes place outside of the folio lock, and we can't trust
2885          * page->mapping outside of the folio lock.
2886          */
2887         ihold(inode);
2888         btrfs_folio_set_checked(fs_info, folio, folio_pos(folio), folio_size(folio));
2889         folio_get(folio);
2890         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL);
2891         fixup->folio = folio;
2892         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2893         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2894
2895         return -EAGAIN;
2896 }
2897
2898 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2899                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2900                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2901                                        const bool update_inode_bytes,
2902                                        u64 qgroup_reserved)
2903 {
2904         struct btrfs_root *root = inode->root;
2905         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2906         struct btrfs_path *path;
2907         struct extent_buffer *leaf;
2908         struct btrfs_key ins;
2909         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2910         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2911         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2912         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2913         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2914         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2915         int ret;
2916
2917         path = btrfs_alloc_path();
2918         if (!path)
2919                 return -ENOMEM;
2920
2921         /*
2922          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2923          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2924          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2925          *
2926          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2927          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2928          * with the others.
2929          */
2930         drop_args.path = path;
2931         drop_args.start = file_pos;
2932         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2933         drop_args.replace_extent = true;
2934         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2935         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2936         if (ret)
2937                 goto out;
2938
2939         if (!drop_args.extent_inserted) {
2940                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2941                 ins.offset = file_pos;
2942                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2943
2944                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2945                                               sizeof(*stack_fi));
2946                 if (ret)
2947                         goto out;
2948         }
2949         leaf = path->nodes[0];
2950         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2951         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2952                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2953                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2954
2955         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2956         btrfs_release_path(path);
2957
2958         /*
2959          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2960          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2961          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2962          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2963          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2964          */
2965         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2966                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2967
2968                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2969                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2970                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2971                 num_bytes -= sectorsize;
2972         }
2973
2974         if (update_inode_bytes)
2975                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2976
2977         ins.objectid = disk_bytenr;
2978         ins.offset = disk_num_bytes;
2979         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2980
2981         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2982         if (ret)
2983                 goto out;
2984
2985         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2986                                                file_pos - offset,
2987                                                qgroup_reserved, &ins);
2988 out:
2989         btrfs_free_path(path);
2990
2991         return ret;
2992 }
2993
2994 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2995                                          u64 start, u64 len)
2996 {
2997         struct btrfs_block_group *cache;
2998
2999         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3000         ASSERT(cache);
3001
3002         spin_lock(&cache->lock);
3003         cache->delalloc_bytes -= len;
3004         spin_unlock(&cache->lock);
3005
3006         btrfs_put_block_group(cache);
3007 }
3008
3009 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3010                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3011 {
3012         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3013         bool update_inode_bytes;
3014         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3015         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3016
3017         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3018         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3019         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3020         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3021                                                    oe->disk_num_bytes);
3022         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3023         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags))
3024                 num_bytes = oe->truncated_len;
3025         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3026         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3027         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3028         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3029
3030         /*
3031          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3032          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3033          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3034          * except if the ordered extent was truncated.
3035          */
3036         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3037                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3038                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3039
3040         return insert_reserved_file_extent(trans, oe->inode,
3041                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3042                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3043 }
3044
3045 /*
3046  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3047  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3048  * fully written.
3049  */
3050 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3051 {
3052         struct btrfs_inode *inode = ordered_extent->inode;
3053         struct btrfs_root *root = inode->root;
3054         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3055         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3056         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3057         struct extent_state *cached_state = NULL;
3058         u64 start, end;
3059         int compress_type = 0;
3060         int ret = 0;
3061         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3062         bool freespace_inode;
3063         bool truncated = false;
3064         bool clear_reserved_extent = true;
3065         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3066
3067         start = ordered_extent->file_offset;
3068         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3069
3070         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3071             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3072             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3073             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3074                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3075
3076         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3077         if (!freespace_inode)
3078                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3079
3080         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3081                 ret = -EIO;
3082                 goto out;
3083         }
3084
3085         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3086                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3087                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3088
3089         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3090                 truncated = true;
3091                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3092                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3093                 if (!logical_len)
3094                         goto out;
3095         }
3096
3097         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3098                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3099
3100                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3101                 if (freespace_inode)
3102                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3103                 else
3104                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3105                 if (IS_ERR(trans)) {
3106                         ret = PTR_ERR(trans);
3107                         trans = NULL;
3108                         goto out;
3109                 }
3110                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3111                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3112                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3113                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3114                 goto out;
3115         }
3116
3117         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3118         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3119
3120         if (freespace_inode)
3121                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3122         else
3123                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3124         if (IS_ERR(trans)) {
3125                 ret = PTR_ERR(trans);
3126                 trans = NULL;
3127                 goto out;
3128         }
3129
3130         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3131
3132         ret = btrfs_insert_raid_extent(trans, ordered_extent);
3133         if (ret)
3134                 goto out;
3135
3136         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3137                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3138         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3139                 BUG_ON(compress_type);
3140                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3141                                                 ordered_extent->file_offset,
3142                                                 ordered_extent->file_offset +
3143                                                 logical_len);
3144                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3145                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3146         } else {
3147                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3148                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3149                 if (!ret) {
3150                         clear_reserved_extent = false;
3151                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3152                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3153                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3154                 }
3155         }
3156         if (ret < 0) {
3157                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3158                 goto out;
3159         }
3160
3161         ret = unpin_extent_cache(inode, ordered_extent->file_offset,
3162                                  ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3163         if (ret < 0) {
3164                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3165                 goto out;
3166         }
3167
3168         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3169         if (ret) {
3170                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3171                 goto out;
3172         }
3173
3174         /*
3175          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3176          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3177          * before updating the inode item.
3178          */
3179         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3180             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3181                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3182                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3183                                  &cached_state);
3184
3185         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3186         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3187         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3188                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3189                 goto out;
3190         }
3191 out:
3192         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3193                          &cached_state);
3194
3195         if (trans)
3196                 btrfs_end_transaction(trans);
3197
3198         if (ret || truncated) {
3199                 u64 unwritten_start = start;
3200
3201                 /*
3202                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3203                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3204                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3205                  * already set.  Any error during writeback would have already
3206                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3207                  * marking this ordered extent as failed.
3208                  */
3209                 if (ret)
3210                         btrfs_mark_ordered_extent_error(ordered_extent);
3211
3212                 if (truncated)
3213                         unwritten_start += logical_len;
3214                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3215
3216                 /*
3217                  * Drop extent maps for the part of the extent we didn't write.
3218                  *
3219                  * We have an exception here for the free_space_inode, this is
3220                  * because when we do btrfs_get_extent() on the free space inode
3221                  * we will search the commit root.  If this is a new block group
3222                  * we won't find anything, and we will trip over the assert in
3223                  * writepage where we do ASSERT(em->block_start !=
3224                  * EXTENT_MAP_HOLE).
3225                  *
3226                  * Theoretically we could also skip this for any NOCOW extent as
3227                  * we don't mess with the extent map tree in the NOCOW case, but
3228                  * for now simply skip this if we are the free space inode.
3229                  */
3230                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode))
3231                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start,
3232                                                     end, false);
3233
3234                 /*
3235                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3236                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3237                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3238                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3239                  *
3240                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3241                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3242                  * has already been done.
3243                  */
3244                 if ((ret || !logical_len) &&
3245                     clear_reserved_extent &&
3246                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3247                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3248                         /*
3249                          * Discard the range before returning it back to the
3250                          * free space pool
3251                          */
3252                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3253                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3254                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3255                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3256                                                 NULL);
3257                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3258                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3259                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3260                         /*
3261                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3262                          * the ordered extent was created.
3263                          */
3264                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, btrfs_root_id(inode->root),
3265                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3266                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3267                 }
3268         }
3269
3270         /*
3271          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3272          * updating everything for this ordered extent.
3273          */
3274         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3275
3276         /* once for us */
3277         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3278         /* once for the tree */
3279         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3280
3281         return ret;
3282 }
3283
3284 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3285 {
3286         if (btrfs_is_zoned(ordered->inode->root->fs_info) &&
3287             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags) &&
3288             list_empty(&ordered->bioc_list))
3289                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3290         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3295  * on the type of I/O.
3296  */
3297 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3298                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3299 {
3300         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3301         char *kaddr;
3302
3303         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3304
3305         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3306
3307         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3308         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3309         kunmap_local(kaddr);
3310
3311         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3312                 return -EIO;
3313         return 0;
3314 }
3315
3316 /*
3317  * Verify the checksum of a single data sector.
3318  *
3319  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3320  * @dev:        device the sector is on
3321  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3322  * @bv:         bio_vec to check
3323  *
3324  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3325  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3326  *
3327  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3328  */
3329 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3330                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3331 {
3332         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3333         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3334         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3335         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3336         u8 *csum_expected;
3337         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3338
3339         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3340
3341         if (!bbio->csum)
3342                 return true;
3343
3344         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3345             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3346                            NULL)) {
3347                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3348                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3349                                   EXTENT_NODATASUM);
3350                 return true;
3351         }
3352
3353         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3354                                 fs_info->csum_size;
3355         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3356                                     csum_expected))
3357                 goto zeroit;
3358         return true;
3359
3360 zeroit:
3361         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3362                                     bbio->mirror_num);
3363         if (dev)
3364                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3365         memzero_bvec(bv);
3366         return false;
3367 }
3368
3369 /*
3370  * Perform a delayed iput on @inode.
3371  *
3372  * @inode: The inode we want to perform iput on
3373  *
3374  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3375  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3376  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3377  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3378  */
3379 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3380 {
3381         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3382         unsigned long flags;
3383
3384         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3385                 return;
3386
3387         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3388         /*
3389          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3390          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3391          * context.
3392          */
3393         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3394         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3395         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3396         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3397         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3398                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3399 }
3400
3401 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3402                                     struct btrfs_inode *inode)
3403 {
3404         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3405         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3406         iput(&inode->vfs_inode);
3407         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3408                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3409         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3410 }
3411
3412 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3413                                    struct btrfs_inode *inode)
3414 {
3415         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3416                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3417                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3418                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3419                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3420         }
3421 }
3422
3423 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3424 {
3425         /*
3426          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3427          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3428          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3429          * prevent a deadlock.
3430          */
3431         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3432         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3433                 struct btrfs_inode *inode;
3434
3435                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3436                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3437                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3438                 if (need_resched()) {
3439                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3440                         cond_resched();
3441                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3442                 }
3443         }
3444         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3445 }
3446
3447 /*
3448  * Wait for flushing all delayed iputs
3449  *
3450  * @fs_info:  the filesystem
3451  *
3452  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3453  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3454  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3455  * that might get blocked on the iputs.
3456  *
3457  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3458  */
3459 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3460 {
3461         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3462                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3463         if (ret)
3464                 return -EINTR;
3465         return 0;
3466 }
3467
3468 /*
3469  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3470  * in the middle of an unlink.
3471  */
3472 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3473                      struct btrfs_inode *inode)
3474 {
3475         int ret;
3476
3477         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3478         if (ret && ret != -EEXIST) {
3479                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3480                 return ret;
3481         }
3482
3483         return 0;
3484 }
3485
3486 /*
3487  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3488  * this particular inode.
3489  */
3490 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3491                             struct btrfs_inode *inode)
3492 {
3493         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3494 }
3495
3496 /*
3497  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3498  * of this root.
3499  */
3500 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3501 {
3502         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3503         struct btrfs_path *path;
3504         struct extent_buffer *leaf;
3505         struct btrfs_key key, found_key;
3506         struct btrfs_trans_handle *trans;
3507         struct inode *inode;
3508         u64 last_objectid = 0;
3509         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3510
3511         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3512                 return 0;
3513
3514         path = btrfs_alloc_path();
3515         if (!path) {
3516                 ret = -ENOMEM;
3517                 goto out;
3518         }
3519         path->reada = READA_BACK;
3520
3521         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3522         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3523         key.offset = (u64)-1;
3524
3525         while (1) {
3526                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3527                 if (ret < 0)
3528                         goto out;
3529
3530                 /*
3531                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3532                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3533                  * find the key and see if we have stuff that matches
3534                  */
3535                 if (ret > 0) {
3536                         ret = 0;
3537                         if (path->slots[0] == 0)
3538                                 break;
3539                         path->slots[0]--;
3540                 }
3541
3542                 /* pull out the item */
3543                 leaf = path->nodes[0];
3544                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3545
3546                 /* make sure the item matches what we want */
3547                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3548                         break;
3549                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3550                         break;
3551
3552                 /* release the path since we're done with it */
3553                 btrfs_release_path(path);
3554
3555                 /*
3556                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3557                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3558                  * offset of the orphan item.
3559                  */
3560
3561                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3562                         /*
3563                          * We found the same inode as before. This means we were
3564                          * not able to remove its items via eviction triggered
3565                          * by an iput(). A transaction abort may have happened,
3566                          * due to -ENOSPC for example, so try to grab the error
3567                          * that lead to a transaction abort, if any.
3568                          */
3569                         btrfs_err(fs_info,
3570                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3571                         ret = BTRFS_FS_ERROR(fs_info) ?: -EINVAL;
3572                         goto out;
3573                 }
3574
3575                 last_objectid = found_key.offset;
3576
3577                 found_key.objectid = found_key.offset;
3578                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3579                 found_key.offset = 0;
3580                 inode = btrfs_iget(last_objectid, root);
3581                 if (IS_ERR(inode)) {
3582                         ret = PTR_ERR(inode);
3583                         inode = NULL;
3584                         if (ret != -ENOENT)
3585                                 goto out;
3586                 }
3587
3588                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3589                         struct btrfs_root *dead_root;
3590                         int is_dead_root = 0;
3591
3592                         /*
3593                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3594                          * could come from 2 sources:
3595                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3596                          *  b) a free space cache inode
3597                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3598                          * for a root must not get deleted before the deletion
3599                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3600                          *
3601                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3602                          * found all deleted roots and loaded them into
3603                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3604                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3605                          * up the root from that radix tree.
3606                          */
3607
3608                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3609                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3610                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3611                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3612                                 is_dead_root = 1;
3613                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3614
3615                         if (is_dead_root) {
3616                                 /* prevent this orphan from being found again */
3617                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3618                                 continue;
3619                         }
3620
3621                 }
3622
3623                 /*
3624                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3625                  * possibilities:
3626                  *
3627                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3628                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3629                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3630                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3631
3632                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3633                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3634                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3635                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3636                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3637                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3638                  *
3639                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3640                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3641                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3642                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3643                  * the orphan item.
3644                  *
3645                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3646                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3647                  * but either way, we can delete the orphan item.
3648                  */
3649                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3650                         if (inode) {
3651                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3652                                 iput(inode);
3653                                 inode = NULL;
3654                                 if (ret)
3655                                         goto out;
3656                         }
3657                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3658                         if (IS_ERR(trans)) {
3659                                 ret = PTR_ERR(trans);
3660                                 goto out;
3661                         }
3662                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3663                                     found_key.objectid);
3664                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3665                                                     found_key.objectid);
3666                         btrfs_end_transaction(trans);
3667                         if (ret)
3668                                 goto out;
3669                         continue;
3670                 }
3671
3672                 nr_unlink++;
3673
3674                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3675                 iput(inode);
3676         }
3677         /* release the path since we're done with it */
3678         btrfs_release_path(path);
3679
3680         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3681                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3682                 if (!IS_ERR(trans))
3683                         btrfs_end_transaction(trans);
3684         }
3685
3686         if (nr_unlink)
3687                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3688
3689 out:
3690         if (ret)
3691                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3692         btrfs_free_path(path);
3693         return ret;
3694 }
3695
3696 /*
3697  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3698  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3699  *
3700  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3701  */
3702 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3703                                           int slot, u64 objectid,
3704                                           int *first_xattr_slot)
3705 {
3706         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3707         struct btrfs_key found_key;
3708         static u64 xattr_access = 0;
3709         static u64 xattr_default = 0;
3710         int scanned = 0;
3711
3712         if (!xattr_access) {
3713                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3714                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3715                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3716                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3717         }
3718
3719         slot++;
3720         *first_xattr_slot = -1;
3721         while (slot < nritems) {
3722                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3723
3724                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3725                 if (found_key.objectid != objectid)
3726                         return 0;
3727
3728                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3729                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3730                         if (*first_xattr_slot == -1)
3731                                 *first_xattr_slot = slot;
3732                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3733                             found_key.offset == xattr_default)
3734                                 return 1;
3735                 }
3736
3737                 /*
3738                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3739                  * be any acls later on
3740                  */
3741                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3742                         return 0;
3743
3744                 slot++;
3745                 scanned++;
3746
3747                 /*
3748                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3749                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3750                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3751                  * this is just an optimization
3752                  */
3753                 if (scanned >= 8)
3754                         break;
3755         }
3756         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3757          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3758          * has acls
3759          */
3760         if (*first_xattr_slot == -1)
3761                 *first_xattr_slot = slot;
3762         return 1;
3763 }
3764
3765 static int btrfs_init_file_extent_tree(struct btrfs_inode *inode)
3766 {
3767         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3768
3769         if (WARN_ON_ONCE(inode->file_extent_tree))
3770                 return 0;
3771         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
3772                 return 0;
3773         if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
3774                 return 0;
3775         if (btrfs_is_free_space_inode(inode))
3776                 return 0;
3777
3778         inode->file_extent_tree = kmalloc(sizeof(struct extent_io_tree), GFP_KERNEL);
3779         if (!inode->file_extent_tree)
3780                 return -ENOMEM;
3781
3782         extent_io_tree_init(fs_info, inode->file_extent_tree, IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
3783         /* Lockdep class is set only for the file extent tree. */
3784         lockdep_set_class(&inode->file_extent_tree->lock, &file_extent_tree_class);
3785
3786         return 0;
3787 }
3788
3789 /*
3790  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3791  */
3792 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3793                                    struct btrfs_path *in_path)
3794 {
3795         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
3796         struct btrfs_path *path = in_path;
3797         struct extent_buffer *leaf;
3798         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3799         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3800         struct btrfs_key location;
3801         unsigned long ptr;
3802         int maybe_acls;
3803         u32 rdev;
3804         int ret;
3805         bool filled = false;
3806         int first_xattr_slot;
3807
3808         ret = btrfs_init_file_extent_tree(BTRFS_I(inode));
3809         if (ret)
3810                 return ret;
3811
3812         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3813         if (!ret)
3814                 filled = true;
3815
3816         if (!path) {
3817                 path = btrfs_alloc_path();
3818                 if (!path)
3819                         return -ENOMEM;
3820         }
3821
3822         btrfs_get_inode_key(BTRFS_I(inode), &location);
3823
3824         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3825         if (ret) {
3826                 if (path != in_path)
3827                         btrfs_free_path(path);
3828                 return ret;
3829         }
3830
3831         leaf = path->nodes[0];
3832
3833         if (filled)
3834                 goto cache_index;
3835
3836         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3837                                     struct btrfs_inode_item);
3838         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3839         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3840         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3841         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3842         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3843         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3844                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3845
3846         inode_set_atime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime),
3847                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime));
3848
3849         inode_set_mtime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime),
3850                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime));
3851
3852         inode_set_ctime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime),
3853                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime));
3854
3855         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3856         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3857
3858         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3859         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3860         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3861
3862         inode_set_iversion_queried(inode,
3863                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3864         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3865         inode->i_rdev = 0;
3866         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3867
3868         if (S_ISDIR(inode->i_mode))
3869                 BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3870
3871         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3872                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3873
3874 cache_index:
3875         /*
3876          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3877          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3878          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3879          * cache.
3880          *
3881          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3882          * in the delayed_nodes xarray.
3883          */
3884         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == btrfs_get_fs_generation(fs_info))
3885                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3886                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3887
3888         /*
3889          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3890          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3891          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3892          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3893          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3894          * replayed. For example, in the scenario:
3895          *
3896          * touch mydir/foo
3897          * ln mydir/foo mydir/bar
3898          * sync
3899          * unlink mydir/bar
3900          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3901          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3902          * <power failure>
3903          * mount fs, triggers fsync log replay
3904          *
3905          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3906          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3907          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3908          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3909          *
3910          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3911          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3912          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3913          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3914          */
3915         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3916
3917         /*
3918          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3919          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3920          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3921          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3922          */
3923         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3924
3925         path->slots[0]++;
3926         if (inode->i_nlink != 1 ||
3927             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3928                 goto cache_acl;
3929
3930         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3931         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3932                 goto cache_acl;
3933
3934         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3935         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3936                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3937
3938                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3939                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3940         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3941                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3942
3943                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3944                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3945                                                                      extref);
3946         }
3947 cache_acl:
3948         /*
3949          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3950          * any xattrs or acls
3951          */
3952         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3953                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3954         if (first_xattr_slot != -1) {
3955                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3956                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3957                 if (ret)
3958                         btrfs_err(fs_info,
3959                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3960                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3961                                   btrfs_root_id(root), ret);
3962         }
3963         if (path != in_path)
3964                 btrfs_free_path(path);
3965
3966         if (!maybe_acls)
3967                 cache_no_acl(inode);
3968
3969         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3970         case S_IFREG:
3971                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3972                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3973                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3974                 break;
3975         case S_IFDIR:
3976                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3977                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3978                 break;
3979         case S_IFLNK:
3980                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3981                 inode_nohighmem(inode);
3982                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3983                 break;
3984         default:
3985                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3986                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3987                 break;
3988         }
3989
3990         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3991         return 0;
3992 }
3993
3994 /*
3995  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3996  */
3997 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3998                             struct extent_buffer *leaf,
3999                             struct btrfs_inode_item *item,
4000                             struct inode *inode)
4001 {
4002         struct btrfs_map_token token;
4003         u64 flags;
4004
4005         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4006
4007         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4008         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4009         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4010         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4011         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4012
4013         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4014                                      inode_get_atime_sec(inode));
4015         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4016                                       inode_get_atime_nsec(inode));
4017
4018         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4019                                      inode_get_mtime_sec(inode));
4020         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4021                                       inode_get_mtime_nsec(inode));
4022
4023         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4024                                      inode_get_ctime_sec(inode));
4025         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4026                                       inode_get_ctime_nsec(inode));
4027
4028         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_sec);
4029         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec);
4030
4031         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4032         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4033                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4034         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4035         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4036         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4037         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4038                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4039         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4040         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4041 }
4042
4043 /*
4044  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4045  */
4046 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4047                                             struct btrfs_inode *inode)
4048 {
4049         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4050         struct btrfs_path *path;
4051         struct extent_buffer *leaf;
4052         struct btrfs_key key;
4053         int ret;
4054
4055         path = btrfs_alloc_path();
4056         if (!path)
4057                 return -ENOMEM;
4058
4059         btrfs_get_inode_key(inode, &key);
4060         ret = btrfs_lookup_inode(trans, inode->root, path, &key, 1);
4061         if (ret) {
4062                 if (ret > 0)
4063                         ret = -ENOENT;
4064                 goto failed;
4065         }
4066
4067         leaf = path->nodes[0];
4068         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4069                                     struct btrfs_inode_item);
4070
4071         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4072         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
4073         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4074         ret = 0;
4075 failed:
4076         btrfs_free_path(path);
4077         return ret;
4078 }
4079
4080 /*
4081  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4082  */
4083 int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4084                        struct btrfs_inode *inode)
4085 {
4086         struct btrfs_root *root = inode->root;
4087         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4088         int ret;
4089
4090         /*
4091          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4092          * if we put it into the delayed code.
4093          *
4094          * The data relocation inode should also be directly updated
4095          * without delay
4096          */
4097         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4098             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4099             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4100                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4101
4102                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, inode);
4103                 if (!ret)
4104                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4105                 return ret;
4106         }
4107
4108         return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4109 }
4110
4111 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4112                                 struct btrfs_inode *inode)
4113 {
4114         int ret;
4115
4116         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4117         if (ret == -ENOSPC)
4118                 return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4119         return ret;
4120 }
4121
4122 /*
4123  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4124  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4125  * also drops the back refs in the inode to the directory
4126  */
4127 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4128                                 struct btrfs_inode *dir,
4129                                 struct btrfs_inode *inode,
4130                                 const struct fscrypt_str *name,
4131                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4132 {
4133         struct btrfs_root *root = dir->root;
4134         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4135         struct btrfs_path *path;
4136         int ret = 0;
4137         struct btrfs_dir_item *di;
4138         u64 index;
4139         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4140         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4141
4142         path = btrfs_alloc_path();
4143         if (!path) {
4144                 ret = -ENOMEM;
4145                 goto out;
4146         }
4147
4148         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4149         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4150                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4151                 goto err;
4152         }
4153         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4154         if (ret)
4155                 goto err;
4156         btrfs_release_path(path);
4157
4158         /*
4159          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4160          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4161          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4162          *
4163          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4164          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4165          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4166          * we update the inode item.
4167          */
4168         if (inode->dir_index) {
4169                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4170                 if (!ret) {
4171                         index = inode->dir_index;
4172                         goto skip_backref;
4173                 }
4174         }
4175
4176         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4177         if (ret) {
4178                 btrfs_info(fs_info,
4179                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4180                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4181                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4182                 goto err;
4183         }
4184 skip_backref:
4185         if (rename_ctx)
4186                 rename_ctx->index = index;
4187
4188         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4189         if (ret) {
4190                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4191                 goto err;
4192         }
4193
4194         /*
4195          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4196          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4197          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4198          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4199          */
4200         if (!rename_ctx) {
4201                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4202                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4203         }
4204
4205         /*
4206          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4207          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4208          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4209          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4210          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4211          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4212          * holding.
4213          */
4214         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4215 err:
4216         btrfs_free_path(path);
4217         if (ret)
4218                 goto out;
4219
4220         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4221         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4222         inode_set_ctime_current(&inode->vfs_inode);
4223         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4224         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4225         ret = btrfs_update_inode(trans, dir);
4226 out:
4227         return ret;
4228 }
4229
4230 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4231                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4232                        const struct fscrypt_str *name)
4233 {
4234         int ret;
4235
4236         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4237         if (!ret) {
4238                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4239                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4240         }
4241         return ret;
4242 }
4243
4244 /*
4245  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4246  *
4247  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4248  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4249  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4250  * allow the unlink to occur.
4251  */
4252 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4253 {
4254         struct btrfs_root *root = dir->root;
4255
4256         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4257                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4258 }
4259
4260 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4261 {
4262         struct btrfs_trans_handle *trans;
4263         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4264         int ret;
4265         struct fscrypt_name fname;
4266
4267         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4268         if (ret)
4269                 return ret;
4270
4271         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4272
4273         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4274         if (IS_ERR(trans)) {
4275                 ret = PTR_ERR(trans);
4276                 goto fscrypt_free;
4277         }
4278
4279         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4280                                 false);
4281
4282         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4283                                  &fname.disk_name);
4284         if (ret)
4285                 goto end_trans;
4286
4287         if (inode->i_nlink == 0) {
4288                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4289                 if (ret)
4290                         goto end_trans;
4291         }
4292
4293 end_trans:
4294         btrfs_end_transaction(trans);
4295         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4296 fscrypt_free:
4297         fscrypt_free_filename(&fname);
4298         return ret;
4299 }
4300
4301 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4302                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4303 {
4304         struct btrfs_root *root = dir->root;
4305         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4306         struct btrfs_path *path;
4307         struct extent_buffer *leaf;
4308         struct btrfs_dir_item *di;
4309         struct btrfs_key key;
4310         u64 index;
4311         int ret;
4312         u64 objectid;
4313         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4314         struct fscrypt_name fname;
4315
4316         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4317         if (ret)
4318                 return ret;
4319
4320         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4321
4322         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4323                 objectid = btrfs_root_id(inode->root);
4324         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4325                 objectid = inode->ref_root_id;
4326         } else {
4327                 WARN_ON(1);
4328                 fscrypt_free_filename(&fname);
4329                 return -EINVAL;
4330         }
4331
4332         path = btrfs_alloc_path();
4333         if (!path) {
4334                 ret = -ENOMEM;
4335                 goto out;
4336         }
4337
4338         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4339                                    &fname.disk_name, -1);
4340         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4341                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4342                 goto out;
4343         }
4344
4345         leaf = path->nodes[0];
4346         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4347         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4348         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4349         if (ret) {
4350                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4351                 goto out;
4352         }
4353         btrfs_release_path(path);
4354
4355         /*
4356          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4357          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4358          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4359          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4360          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4361          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4362          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4363          */
4364         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4365                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4366                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4367                         if (!di)
4368                                 ret = -ENOENT;
4369                         else
4370                                 ret = PTR_ERR(di);
4371                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4372                         goto out;
4373                 }
4374
4375                 leaf = path->nodes[0];
4376                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4377                 index = key.offset;
4378                 btrfs_release_path(path);
4379         } else {
4380                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4381                                          btrfs_root_id(root), dir_ino,
4382                                          &index, &fname.disk_name);
4383                 if (ret) {
4384                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4385                         goto out;
4386                 }
4387         }
4388
4389         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4390         if (ret) {
4391                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4392                 goto out;
4393         }
4394
4395         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4396         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4397         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4398         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, dir);
4399         if (ret)
4400                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4401 out:
4402         btrfs_free_path(path);
4403         fscrypt_free_filename(&fname);
4404         return ret;
4405 }
4406
4407 /*
4408  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4409  * default.
4410  */
4411 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4412 {
4413         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4414         struct btrfs_path *path;
4415         struct btrfs_dir_item *di;
4416         struct btrfs_key key;
4417         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4418         u64 dir_id;
4419         int ret;
4420
4421         path = btrfs_alloc_path();
4422         if (!path)
4423                 return -ENOMEM;
4424
4425         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4426         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4427         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4428                                    dir_id, &name, 0);
4429         if (di && !IS_ERR(di)) {
4430                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4431                 if (key.objectid == btrfs_root_id(root)) {
4432                         ret = -EPERM;
4433                         btrfs_err(fs_info,
4434                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4435                                   key.objectid);
4436                         goto out;
4437                 }
4438                 btrfs_release_path(path);
4439         }
4440
4441         key.objectid = btrfs_root_id(root);
4442         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4443         key.offset = (u64)-1;
4444
4445         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4446         if (ret < 0)
4447                 goto out;
4448         if (ret == 0) {
4449                 /*
4450                  * Key with offset -1 found, there would have to exist a root
4451                  * with such id, but this is out of valid range.
4452                  */
4453                 ret = -EUCLEAN;
4454                 goto out;
4455         }
4456
4457         ret = 0;
4458         if (path->slots[0] > 0) {
4459                 path->slots[0]--;
4460                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4461                 if (key.objectid == btrfs_root_id(root) && key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4462                         ret = -ENOTEMPTY;
4463         }
4464 out:
4465         btrfs_free_path(path);
4466         return ret;
4467 }
4468
4469 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4470 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4471 {
4472         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4473         struct btrfs_inode *inode;
4474         u64 min_ino = 0;
4475
4476         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4477                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4478
4479         inode = btrfs_find_first_inode(root, min_ino);
4480         while (inode) {
4481                 if (atomic_read(&inode->vfs_inode.i_count) > 1)
4482                         d_prune_aliases(&inode->vfs_inode);
4483
4484                 min_ino = btrfs_ino(inode) + 1;
4485                 /*
4486                  * btrfs_drop_inode() will have it removed from the inode
4487                  * cache when its usage count hits zero.
4488                  */
4489                 iput(&inode->vfs_inode);
4490                 cond_resched();
4491                 inode = btrfs_find_first_inode(root, min_ino);
4492         }
4493 }
4494
4495 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4496 {
4497         struct btrfs_root *root = dir->root;
4498         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4499         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4500         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4501         struct btrfs_trans_handle *trans;
4502         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4503         u64 root_flags;
4504         u64 qgroup_reserved = 0;
4505         int ret;
4506
4507         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4508
4509         /*
4510          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4511          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4512          * again is not run concurrently.
4513          */
4514         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4515         if (dest->send_in_progress) {
4516                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4517                 btrfs_warn(fs_info,
4518                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4519                            btrfs_root_id(dest));
4520                 ret = -EPERM;
4521                 goto out_up_write;
4522         }
4523         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4524                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4525                 btrfs_warn(fs_info,
4526                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4527                            btrfs_root_id(root));
4528                 ret = -EPERM;
4529                 goto out_up_write;
4530         }
4531         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4532         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4533                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4534         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4535
4536         ret = may_destroy_subvol(dest);
4537         if (ret)
4538                 goto out_undead;
4539
4540         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4541         /*
4542          * One for dir inode,
4543          * two for dir entries,
4544          * two for root ref/backref.
4545          */
4546         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4547         if (ret)
4548                 goto out_undead;
4549         qgroup_reserved = block_rsv.qgroup_rsv_reserved;
4550
4551         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4552         if (IS_ERR(trans)) {
4553                 ret = PTR_ERR(trans);
4554                 goto out_release;
4555         }
4556         btrfs_qgroup_convert_reserved_meta(root, qgroup_reserved);
4557         qgroup_reserved = 0;
4558         trans->block_rsv = &block_rsv;
4559         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4560
4561         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4562
4563         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4564         if (ret) {
4565                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4566                 goto out_end_trans;
4567         }
4568
4569         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4570         if (ret) {
4571                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4572                 goto out_end_trans;
4573         }
4574
4575         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4576                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4577         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4578         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4579
4580         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4581                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4582                                         fs_info->tree_root,
4583                                         btrfs_root_id(dest));
4584                 if (ret) {
4585                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4586                         goto out_end_trans;
4587                 }
4588         }
4589
4590         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4591                                      BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL, btrfs_root_id(dest));
4592         if (ret && ret != -ENOENT) {
4593                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4594                 goto out_end_trans;
4595         }
4596         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4597                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4598                                           dest->root_item.received_uuid,
4599                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4600                                           btrfs_root_id(dest));
4601                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4602                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4603                         goto out_end_trans;
4604                 }
4605         }
4606
4607         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4608         dest->anon_dev = 0;
4609 out_end_trans:
4610         trans->block_rsv = NULL;
4611         trans->bytes_reserved = 0;
4612         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4613         inode->i_flags |= S_DEAD;
4614 out_release:
4615         btrfs_block_rsv_release(fs_info, &block_rsv, (u64)-1, NULL);
4616         if (qgroup_reserved)
4617                 btrfs_qgroup_free_meta_prealloc(root, qgroup_reserved);
4618 out_undead:
4619         if (ret) {
4620                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4621                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4622                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4623                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4624                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4625         }
4626 out_up_write:
4627         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4628         if (!ret) {
4629                 d_invalidate(dentry);
4630                 btrfs_prune_dentries(dest);
4631                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4632         }
4633
4634         return ret;
4635 }
4636
4637 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4638 {
4639         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4640         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4641         int ret = 0;
4642         struct btrfs_trans_handle *trans;
4643         u64 last_unlink_trans;
4644         struct fscrypt_name fname;
4645
4646         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4647                 return -ENOTEMPTY;
4648         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4649                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4650                         btrfs_err(fs_info,
4651                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4652                         return -EOPNOTSUPP;
4653                 }
4654                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4655         }
4656
4657         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4658         if (ret)
4659                 return ret;
4660
4661         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4662
4663         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4664         if (IS_ERR(trans)) {
4665                 ret = PTR_ERR(trans);
4666                 goto out_notrans;
4667         }
4668
4669         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4670                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4671                 goto out;
4672         }
4673
4674         ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4675         if (ret)
4676                 goto out;
4677
4678         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4679
4680         /* now the directory is empty */
4681         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4682                                  &fname.disk_name);
4683         if (!ret) {
4684                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4685                 /*
4686                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4687                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4688                  * log tree in the case we do something like this:
4689                  * 1) create dir foo
4690                  * 2) create snapshot under dir foo
4691                  * 3) delete the snapshot
4692                  * 4) rmdir foo
4693                  * 5) mkdir foo
4694                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4695                  */
4696                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4697                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4698         }
4699 out:
4700         btrfs_end_transaction(trans);
4701 out_notrans:
4702         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4703         fscrypt_free_filename(&fname);
4704
4705         return ret;
4706 }
4707
4708 /*
4709  * Read, zero a chunk and write a block.
4710  *
4711  * @inode - inode that we're zeroing
4712  * @from - the offset to start zeroing
4713  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4714  *      offset
4715  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4716  *
4717  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4718  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4719  */
4720 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4721                          int front)
4722 {
4723         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4724         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4725         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4726         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4727         struct extent_state *cached_state = NULL;
4728         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4729         bool only_release_metadata = false;
4730         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4731         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4732         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4733         struct folio *folio;
4734         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4735         size_t write_bytes = blocksize;
4736         int ret = 0;
4737         u64 block_start;
4738         u64 block_end;
4739
4740         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4741             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4742                 goto out;
4743
4744         block_start = round_down(from, blocksize);
4745         block_end = block_start + blocksize - 1;
4746
4747         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4748                                           blocksize, false);
4749         if (ret < 0) {
4750                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4751                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4752                         only_release_metadata = true;
4753                 } else {
4754                         goto out;
4755                 }
4756         }
4757         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4758         if (ret < 0) {
4759                 if (!only_release_metadata)
4760                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4761                                                        block_start, blocksize);
4762                 goto out;
4763         }
4764 again:
4765         folio = __filemap_get_folio(mapping, index,
4766                                     FGP_LOCK | FGP_ACCESSED | FGP_CREAT, mask);
4767         if (IS_ERR(folio)) {
4768                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4769                                              blocksize, true);
4770                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4771                 ret = -ENOMEM;
4772                 goto out;
4773         }
4774
4775         if (!folio_test_uptodate(folio)) {
4776                 ret = btrfs_read_folio(NULL, folio);
4777                 folio_lock(folio);
4778                 if (folio->mapping != mapping) {
4779                         folio_unlock(folio);
4780                         folio_put(folio);
4781                         goto again;
4782                 }
4783                 if (!folio_test_uptodate(folio)) {
4784                         ret = -EIO;
4785                         goto out_unlock;
4786                 }
4787         }
4788
4789         /*
4790          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4791          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4792          * folio private, but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4793          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4794          */
4795         ret = set_folio_extent_mapped(folio);
4796         if (ret < 0)
4797                 goto out_unlock;
4798
4799         folio_wait_writeback(folio);
4800
4801         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4802
4803         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4804         if (ordered) {
4805                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4806                 folio_unlock(folio);
4807                 folio_put(folio);
4808                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4809                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4810                 goto again;
4811         }
4812
4813         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4814                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4815                          &cached_state);
4816
4817         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4818                                         &cached_state);
4819         if (ret) {
4820                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4821                 goto out_unlock;
4822         }
4823
4824         if (offset != blocksize) {
4825                 if (!len)
4826                         len = blocksize - offset;
4827                 if (front)
4828                         folio_zero_range(folio, block_start - folio_pos(folio),
4829                                          offset);
4830                 else
4831                         folio_zero_range(folio,
4832                                          (block_start - folio_pos(folio)) + offset,
4833                                          len);
4834         }
4835         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, block_start,
4836                                   block_end + 1 - block_start);
4837         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, folio, block_start,
4838                               block_end + 1 - block_start);
4839         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4840
4841         if (only_release_metadata)
4842                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4843                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4844
4845 out_unlock:
4846         if (ret) {
4847                 if (only_release_metadata)
4848                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4849                 else
4850                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4851                                         block_start, blocksize, true);
4852         }
4853         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4854         folio_unlock(folio);
4855         folio_put(folio);
4856 out:
4857         if (only_release_metadata)
4858                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4859         extent_changeset_free(data_reserved);
4860         return ret;
4861 }
4862
4863 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_inode *inode, u64 offset, u64 len)
4864 {
4865         struct btrfs_root *root = inode->root;
4866         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4867         struct btrfs_trans_handle *trans;
4868         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4869         int ret;
4870
4871         /*
4872          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4873          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4874          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4875          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4876          */
4877         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4878                 return 0;
4879
4880         /*
4881          * 1 - for the one we're dropping
4882          * 1 - for the one we're adding
4883          * 1 - for updating the inode.
4884          */
4885         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4886         if (IS_ERR(trans))
4887                 return PTR_ERR(trans);
4888
4889         drop_args.start = offset;
4890         drop_args.end = offset + len;
4891         drop_args.drop_cache = true;
4892
4893         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4894         if (ret) {
4895                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4896                 btrfs_end_transaction(trans);
4897                 return ret;
4898         }
4899
4900         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4901         if (ret) {
4902                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4903         } else {
4904                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4905                 btrfs_update_inode(trans, inode);
4906         }
4907         btrfs_end_transaction(trans);
4908         return ret;
4909 }
4910
4911 /*
4912  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4913  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4914  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4915  * the range between oldsize and size
4916  */
4917 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4918 {
4919         struct btrfs_root *root = inode->root;
4920         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4921         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4922         struct extent_map *em = NULL;
4923         struct extent_state *cached_state = NULL;
4924         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4925         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4926         u64 last_byte;
4927         u64 cur_offset;
4928         u64 hole_size;
4929         int ret = 0;
4930
4931         /*
4932          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4933          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4934          * expose stale data.
4935          */
4936         ret = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4937         if (ret)
4938                 return ret;
4939
4940         if (size <= hole_start)
4941                 return 0;
4942
4943         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4944                                            &cached_state);
4945         cur_offset = hole_start;
4946         while (1) {
4947                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, cur_offset, block_end - cur_offset);
4948                 if (IS_ERR(em)) {
4949                         ret = PTR_ERR(em);
4950                         em = NULL;
4951                         break;
4952                 }
4953                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4954                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4955                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4956
4957                 if (!(em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
4958                         struct extent_map *hole_em;
4959
4960                         ret = maybe_insert_hole(inode, cur_offset, hole_size);
4961                         if (ret)
4962                                 break;
4963
4964                         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4965                                                         cur_offset, hole_size);
4966                         if (ret)
4967                                 break;
4968
4969                         hole_em = alloc_extent_map();
4970                         if (!hole_em) {
4971                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4972                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4973                                                     false);
4974                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4975                                 goto next;
4976                         }
4977                         hole_em->start = cur_offset;
4978                         hole_em->len = hole_size;
4979
4980                         hole_em->disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
4981                         hole_em->disk_num_bytes = 0;
4982                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4983                         hole_em->generation = btrfs_get_fs_generation(fs_info);
4984
4985                         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4986                         free_extent_map(hole_em);
4987                 } else {
4988                         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4989                                                         cur_offset, hole_size);
4990                         if (ret)
4991                                 break;
4992                 }
4993 next:
4994                 free_extent_map(em);
4995                 em = NULL;
4996                 cur_offset = last_byte;
4997                 if (cur_offset >= block_end)
4998                         break;
4999         }
5000         free_extent_map(em);
5001         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5002         return ret;
5003 }
5004
5005 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5006 {
5007         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5008         struct btrfs_trans_handle *trans;
5009         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5010         loff_t newsize = attr->ia_size;
5011         int mask = attr->ia_valid;
5012         int ret;
5013
5014         /*
5015          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5016          * special case where we need to update the times despite not having
5017          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5018          * explicitly if it wants a timestamp update.
5019          */
5020         if (newsize != oldsize) {
5021                 inode_inc_iversion(inode);
5022                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5023                         inode_set_mtime_to_ts(inode,
5024                                               inode_set_ctime_current(inode));
5025                 }
5026         }
5027
5028         if (newsize > oldsize) {
5029                 /*
5030                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5031                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5032                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5033                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5034                  * this truncation.
5035                  */
5036                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5037                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5038                 if (ret) {
5039                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5040                         return ret;
5041                 }
5042
5043                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5044                 if (IS_ERR(trans)) {
5045                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5046                         return PTR_ERR(trans);
5047                 }
5048
5049                 i_size_write(inode, newsize);
5050                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5051                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5052                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
5053                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5054                 btrfs_end_transaction(trans);
5055         } else {
5056                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
5057
5058                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5059                         ret = btrfs_wait_ordered_range(BTRFS_I(inode),
5060                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5061                                         (u64)-1);
5062                         if (ret)
5063                                 return ret;
5064                 }
5065
5066                 /*
5067                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5068                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5069                  * on close.
5070                  */
5071                 if (newsize == 0)
5072                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5073                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5074
5075                 truncate_setsize(inode, newsize);
5076
5077                 inode_dio_wait(inode);
5078
5079                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5080                 if (ret && inode->i_nlink) {
5081                         int err;
5082
5083                         /*
5084                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5085                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5086                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5087                          * in-memory size to match.
5088                          */
5089                         err = btrfs_wait_ordered_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5090                         if (err)
5091                                 return err;
5092                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5093                 }
5094         }
5095
5096         return ret;
5097 }
5098
5099 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5100                          struct iattr *attr)
5101 {
5102         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5103         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5104         int err;
5105
5106         if (btrfs_root_readonly(root))
5107                 return -EROFS;
5108
5109         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5110         if (err)
5111                 return err;
5112
5113         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5114                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5115                 if (err)
5116                         return err;
5117         }
5118
5119         if (attr->ia_valid) {
5120                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5121                 inode_inc_iversion(inode);
5122                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5123
5124                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5125                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5126         }
5127
5128         return err;
5129 }
5130
5131 /*
5132  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5133  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5134  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5135  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5136  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5137  * wasting lots of time.
5138  *
5139  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5140  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5141  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5142  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5143  */
5144 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5145 {
5146         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5147         struct rb_node *node;
5148
5149         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5150         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5151
5152         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5153
5154         /*
5155          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5156          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5157          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5158          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5159          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5160          * ranges can still be locked and eviction started because before
5161          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5162          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5163          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5164          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5165          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5166          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5167          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5168          * use-after-free issue.
5169          */
5170         spin_lock(&io_tree->lock);
5171         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5172                 struct extent_state *state;
5173                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5174                 u64 start;
5175                 u64 end;
5176                 unsigned state_flags;
5177
5178                 node = rb_first(&io_tree->state);
5179                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5180                 start = state->start;
5181                 end = state->end;
5182                 state_flags = state->state;
5183                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5184
5185                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5186
5187                 /*
5188                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5189                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5190                  * So we need to free its reserved space here.
5191                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5192                  *
5193                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5194                  */
5195                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5196                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5197                                                end - start + 1, NULL);
5198
5199                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5200                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5201                                  &cached_state);
5202
5203                 cond_resched();
5204                 spin_lock(&io_tree->lock);
5205         }
5206         spin_unlock(&io_tree->lock);
5207 }
5208
5209 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5210                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5211 {
5212         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5213         struct btrfs_trans_handle *trans;
5214         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5215         int ret;
5216
5217         /*
5218          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5219          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5220          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5221          *
5222          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5223          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5224          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5225          * delayed refs activity by truncating.
5226          *
5227          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5228          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5229          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5230          */
5231         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5232                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5233         if (ret) {
5234                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5235                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5236                 if (ret) {
5237                         btrfs_warn(fs_info,
5238                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5239                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5240                 }
5241                 delayed_refs_extra = 0;
5242         }
5243
5244         trans = btrfs_join_transaction(root);
5245         if (IS_ERR(trans))
5246                 return trans;
5247
5248         if (delayed_refs_extra) {
5249                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5250                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5251                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5252                                         delayed_refs_extra, true);
5253         }
5254         return trans;
5255 }
5256
5257 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5258 {
5259         struct btrfs_fs_info *fs_info;
5260         struct btrfs_trans_handle *trans;
5261         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5262         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5263         int ret;
5264
5265         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5266
5267         if (!root) {
5268                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5269                 clear_inode(inode);
5270                 return;
5271         }
5272
5273         fs_info = inode_to_fs_info(inode);
5274         evict_inode_truncate_pages(inode);
5275
5276         if (inode->i_nlink &&
5277             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5278               btrfs_root_id(root) != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5279              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5280                 goto out;
5281
5282         if (is_bad_inode(inode))
5283                 goto out;
5284
5285         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5286                 goto out;
5287
5288         if (inode->i_nlink > 0) {
5289                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5290                        btrfs_root_id(root) != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5291                 goto out;
5292         }
5293
5294         /*
5295          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5296          * the inode update is released.
5297          */
5298         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5299         if (ret)
5300                 goto out;
5301
5302         /*
5303          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5304          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5305          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5306          * the truncate.
5307          */
5308         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5309
5310         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5311         if (!rsv)
5312                 goto out;
5313         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5314         rsv->failfast = true;
5315
5316         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5317
5318         while (1) {
5319                 struct btrfs_truncate_control control = {
5320                         .inode = BTRFS_I(inode),
5321                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5322                         .new_size = 0,
5323                         .min_type = 0,
5324                 };
5325
5326                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5327                 if (IS_ERR(trans))
5328                         goto out;
5329
5330                 trans->block_rsv = rsv;
5331
5332                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5333                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5334                 btrfs_end_transaction(trans);
5335                 /*
5336                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5337                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5338                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5339                  */
5340                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5341                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5342                         goto out;
5343                 else if (!ret)
5344                         break;
5345         }
5346
5347         /*
5348          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5349          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5350          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5351          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5352          *
5353          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5354          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5355          */
5356         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5357         if (!IS_ERR(trans)) {
5358                 trans->block_rsv = rsv;
5359                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5360                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5361                 btrfs_end_transaction(trans);
5362         }
5363
5364 out:
5365         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5366         /*
5367          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5368          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5369          * to retry these periodically in the future.
5370          */
5371         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5372         fsverity_cleanup_inode(inode);
5373         clear_inode(inode);
5374 }
5375
5376 /*
5377  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5378  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5379  *
5380  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5381  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5382  */
5383 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5384                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5385 {
5386         struct btrfs_dir_item *di;
5387         struct btrfs_path *path;
5388         struct btrfs_root *root = dir->root;
5389         int ret = 0;
5390         struct fscrypt_name fname;
5391
5392         path = btrfs_alloc_path();
5393         if (!path)
5394                 return -ENOMEM;
5395
5396         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5397         if (ret < 0)
5398                 goto out;
5399         /*
5400          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5401          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5402          */
5403         ASSERT(ret == 0);
5404
5405         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5406
5407         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5408                                    &fname.disk_name, 0);
5409         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5410                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5411                 goto out;
5412         }
5413
5414         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5415         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5416             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5417                 ret = -EUCLEAN;
5418                 btrfs_warn(root->fs_info,
5419 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5420                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5421                            location->objectid, location->type, location->offset);
5422         }
5423         if (!ret)
5424                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5425 out:
5426         fscrypt_free_filename(&fname);
5427         btrfs_free_path(path);
5428         return ret;
5429 }
5430
5431 /*
5432  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5433  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5434  * is kind of like crossing a mount point.
5435  */
5436 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5437                                     struct btrfs_inode *dir,
5438                                     struct dentry *dentry,
5439                                     struct btrfs_key *location,
5440                                     struct btrfs_root **sub_root)
5441 {
5442         struct btrfs_path *path;
5443         struct btrfs_root *new_root;
5444         struct btrfs_root_ref *ref;
5445         struct extent_buffer *leaf;
5446         struct btrfs_key key;
5447         int ret;
5448         int err = 0;
5449         struct fscrypt_name fname;
5450
5451         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5452         if (ret)
5453                 return ret;
5454
5455         path = btrfs_alloc_path();
5456         if (!path) {
5457                 err = -ENOMEM;
5458                 goto out;
5459         }
5460
5461         err = -ENOENT;
5462         key.objectid = btrfs_root_id(dir->root);
5463         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5464         key.offset = location->objectid;
5465
5466         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5467         if (ret) {
5468                 if (ret < 0)
5469                         err = ret;
5470                 goto out;
5471         }
5472
5473         leaf = path->nodes[0];
5474         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5475         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5476             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5477                 goto out;
5478
5479         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5480                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5481         if (ret)
5482                 goto out;
5483
5484         btrfs_release_path(path);
5485
5486         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5487         if (IS_ERR(new_root)) {
5488                 err = PTR_ERR(new_root);
5489                 goto out;
5490         }
5491
5492         *sub_root = new_root;
5493         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5494         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5495         location->offset = 0;
5496         err = 0;
5497 out:
5498         btrfs_free_path(path);
5499         fscrypt_free_filename(&fname);
5500         return err;
5501 }
5502
5503 static int btrfs_add_inode_to_root(struct btrfs_inode *inode, bool prealloc)
5504 {
5505         struct btrfs_root *root = inode->root;
5506         struct btrfs_inode *existing;
5507         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
5508         int ret;
5509
5510         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5511                 return 0;
5512
5513         if (prealloc) {
5514                 ret = xa_reserve(&root->inodes, ino, GFP_NOFS);
5515                 if (ret)
5516                         return ret;
5517         }
5518
5519         existing = xa_store(&root->inodes, ino, inode, GFP_ATOMIC);
5520
5521         if (xa_is_err(existing)) {
5522                 ret = xa_err(existing);
5523                 ASSERT(ret != -EINVAL);
5524                 ASSERT(ret != -ENOMEM);
5525                 return ret;
5526         } else if (existing) {
5527                 WARN_ON(!(existing->vfs_inode.i_state & (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5528         }
5529
5530         return 0;
5531 }
5532
5533 static void btrfs_del_inode_from_root(struct btrfs_inode *inode)
5534 {
5535         struct btrfs_root *root = inode->root;
5536         struct btrfs_inode *entry;
5537         bool empty = false;
5538
5539         xa_lock(&root->inodes);
5540         entry = __xa_erase(&root->inodes, btrfs_ino(inode));
5541         if (entry == inode)
5542                 empty = xa_empty(&root->inodes);
5543         xa_unlock(&root->inodes);
5544
5545         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5546                 xa_lock(&root->inodes);
5547                 empty = xa_empty(&root->inodes);
5548                 xa_unlock(&root->inodes);
5549                 if (empty)
5550                         btrfs_add_dead_root(root);
5551         }
5552 }
5553
5554
5555 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5556 {
5557         struct btrfs_iget_args *args = p;
5558
5559         btrfs_set_inode_number(BTRFS_I(inode), args->ino);
5560         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5561
5562         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5563             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5564                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5565                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5566         return 0;
5567 }
5568
5569 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5570 {
5571         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5572
5573         return args->ino == btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) &&
5574                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5575 }
5576
5577 static struct inode *btrfs_iget_locked(u64 ino, struct btrfs_root *root)
5578 {
5579         struct inode *inode;
5580         struct btrfs_iget_args args;
5581         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5582
5583         args.ino = ino;
5584         args.root = root;
5585
5586         inode = iget5_locked_rcu(root->fs_info->sb, hashval, btrfs_find_actor,
5587                              btrfs_init_locked_inode,
5588                              (void *)&args);
5589         return inode;
5590 }
5591
5592 /*
5593  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5594  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5595  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5596  * later.
5597  */
5598 struct inode *btrfs_iget_path(u64 ino, struct btrfs_root *root,
5599                               struct btrfs_path *path)
5600 {
5601         struct inode *inode;
5602         int ret;
5603
5604         inode = btrfs_iget_locked(ino, root);
5605         if (!inode)
5606                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5607
5608         if (!(inode->i_state & I_NEW))
5609                 return inode;
5610
5611         ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5612         /*
5613          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5614          * btrfs_read_locked_inode(), this means the inode item was not found.
5615          */
5616         if (ret > 0)
5617                 ret = -ENOENT;
5618         if (ret < 0)
5619                 goto error;
5620
5621         ret = btrfs_add_inode_to_root(BTRFS_I(inode), true);
5622         if (ret < 0)
5623                 goto error;
5624
5625         unlock_new_inode(inode);
5626
5627         return inode;
5628 error:
5629         iget_failed(inode);
5630         return ERR_PTR(ret);
5631 }
5632
5633 struct inode *btrfs_iget(u64 ino, struct btrfs_root *root)
5634 {
5635         return btrfs_iget_path(ino, root, NULL);
5636 }
5637
5638 static struct inode *new_simple_dir(struct inode *dir,
5639                                     struct btrfs_key *key,
5640                                     struct btrfs_root *root)
5641 {
5642         struct timespec64 ts;
5643         struct inode *inode = new_inode(dir->i_sb);
5644
5645         if (!inode)
5646                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5647
5648         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5649         BTRFS_I(inode)->ref_root_id = key->objectid;
5650         set_bit(BTRFS_INODE_ROOT_STUB, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5651         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5652
5653         btrfs_set_inode_number(BTRFS_I(inode), BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID);
5654         /*
5655          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5656          * associated with the dentry
5657          */
5658         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5659         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5660         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5661         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5662
5663         ts = inode_set_ctime_current(inode);
5664         inode_set_mtime_to_ts(inode, ts);
5665         inode_set_atime_to_ts(inode, inode_get_atime(dir));
5666         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
5667         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
5668
5669         inode->i_uid = dir->i_uid;
5670         inode->i_gid = dir->i_gid;
5671
5672         return inode;
5673 }
5674
5675 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5676 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5677 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5678 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5679 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5680 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5681 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5682 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5683
5684 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5685 {
5686         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5687 }
5688
5689 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5690 {
5691         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
5692         struct inode *inode;
5693         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5694         struct btrfs_root *sub_root = root;
5695         struct btrfs_key location = { 0 };
5696         u8 di_type = 0;
5697         int ret = 0;
5698
5699         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5700                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5701
5702         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5703         if (ret < 0)
5704                 return ERR_PTR(ret);
5705
5706         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5707                 inode = btrfs_iget(location.objectid, root);
5708                 if (IS_ERR(inode))
5709                         return inode;
5710
5711                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5712                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5713                         btrfs_crit(fs_info,
5714 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5715                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5716                                   di_type);
5717                         iput(inode);
5718                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5719                 }
5720                 return inode;
5721         }
5722
5723         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5724                                        &location, &sub_root);
5725         if (ret < 0) {
5726                 if (ret != -ENOENT)
5727                         inode = ERR_PTR(ret);
5728                 else
5729                         inode = new_simple_dir(dir, &location, root);
5730         } else {
5731                 inode = btrfs_iget(location.objectid, sub_root);
5732                 btrfs_put_root(sub_root);
5733
5734                 if (IS_ERR(inode))
5735                         return inode;
5736
5737                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5738                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5739                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5740                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5741                 if (ret) {
5742                         iput(inode);
5743                         inode = ERR_PTR(ret);
5744                 }
5745         }
5746
5747         return inode;
5748 }
5749
5750 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5751 {
5752         struct btrfs_root *root;
5753         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5754
5755         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5756                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5757
5758         if (inode) {
5759                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5760                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5761                         return 1;
5762
5763                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5764                         return 1;
5765         }
5766         return 0;
5767 }
5768
5769 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5770                                    unsigned int flags)
5771 {
5772         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5773
5774         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5775                 inode = NULL;
5776         return d_splice_alias(inode, dentry);
5777 }
5778
5779 /*
5780  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5781  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5782  */
5783 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5784 {
5785         struct btrfs_root *root = inode->root;
5786         struct btrfs_key key, found_key;
5787         struct btrfs_path *path;
5788         struct extent_buffer *leaf;
5789         int ret;
5790
5791         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5792         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5793         key.offset = (u64)-1;
5794
5795         path = btrfs_alloc_path();
5796         if (!path)
5797                 return -ENOMEM;
5798
5799         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5800         if (ret < 0)
5801                 goto out;
5802         /* FIXME: we should be able to handle this */
5803         if (ret == 0)
5804                 goto out;
5805         ret = 0;
5806
5807         if (path->slots[0] == 0) {
5808                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5809                 goto out;
5810         }
5811
5812         path->slots[0]--;
5813
5814         leaf = path->nodes[0];
5815         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5816
5817         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5818             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5819                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5820                 goto out;
5821         }
5822
5823         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5824 out:
5825         btrfs_free_path(path);
5826         return ret;
5827 }
5828
5829 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5830 {
5831         int ret = 0;
5832
5833         btrfs_inode_lock(dir, 0);
5834         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5835                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5836                 if (ret) {
5837                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5838                         if (ret)
5839                                 goto out;
5840                 }
5841         }
5842
5843         /* index_cnt is the index number of next new entry, so decrement it. */
5844         *index = dir->index_cnt - 1;
5845 out:
5846         btrfs_inode_unlock(dir, 0);
5847
5848         return ret;
5849 }
5850
5851 /*
5852  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5853  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5854  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5855  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5856  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5857  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5858  * tree lock.
5859  */
5860 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5861 {
5862         struct btrfs_file_private *private;
5863         u64 last_index;
5864         int ret;
5865
5866         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5867         if (ret)
5868                 return ret;
5869
5870         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5871         if (!private)
5872                 return -ENOMEM;
5873         private->last_index = last_index;
5874         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5875         if (!private->filldir_buf) {
5876                 kfree(private);
5877                 return -ENOMEM;
5878         }
5879         file->private_data = private;
5880         return 0;
5881 }
5882
5883 static loff_t btrfs_dir_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
5884 {
5885         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5886         int ret;
5887
5888         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(file_inode(file)),
5889                                        &private->last_index);
5890         if (ret)
5891                 return ret;
5892
5893         return generic_file_llseek(file, offset, whence);
5894 }
5895
5896 struct dir_entry {
5897         u64 ino;
5898         u64 offset;
5899         unsigned type;
5900         int name_len;
5901 };
5902
5903 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5904 {
5905         while (entries--) {
5906                 struct dir_entry *entry = addr;
5907                 char *name = (char *)(entry + 1);
5908
5909                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5910                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5911                                          get_unaligned(&entry->ino),
5912                                          get_unaligned(&entry->type)))
5913                         return 1;
5914                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5915                         get_unaligned(&entry->name_len);
5916                 ctx->pos++;
5917         }
5918         return 0;
5919 }
5920
5921 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5922 {
5923         struct inode *inode = file_inode(file);
5924         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5925         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5926         struct btrfs_dir_item *di;
5927         struct btrfs_key key;
5928         struct btrfs_key found_key;
5929         struct btrfs_path *path;
5930         void *addr;
5931         LIST_HEAD(ins_list);
5932         LIST_HEAD(del_list);
5933         int ret;
5934         char *name_ptr;
5935         int name_len;
5936         int entries = 0;
5937         int total_len = 0;
5938         bool put = false;
5939         struct btrfs_key location;
5940
5941         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5942                 return 0;
5943
5944         path = btrfs_alloc_path();
5945         if (!path)
5946                 return -ENOMEM;
5947
5948         addr = private->filldir_buf;
5949         path->reada = READA_FORWARD;
5950
5951         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(BTRFS_I(inode), private->last_index,
5952                                               &ins_list, &del_list);
5953
5954 again:
5955         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5956         key.offset = ctx->pos;
5957         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5958
5959         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5960                 struct dir_entry *entry;
5961                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5962                 u8 ftype;
5963
5964                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5965                         break;
5966                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5967                         break;
5968                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5969                         continue;
5970                 if (found_key.offset > private->last_index)
5971                         break;
5972                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5973                         continue;
5974                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5975                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5976                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5977                     PAGE_SIZE) {
5978                         btrfs_release_path(path);
5979                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5980                         if (ret)
5981                                 goto nopos;
5982                         addr = private->filldir_buf;
5983                         entries = 0;
5984                         total_len = 0;
5985                         goto again;
5986                 }
5987
5988                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5989                 entry = addr;
5990                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5991                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5992                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5993                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5994                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5995                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5996                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5997                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5998                 entries++;
5999                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6000                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6001         }
6002         /* Catch error encountered during iteration */
6003         if (ret < 0)
6004                 goto err;
6005
6006         btrfs_release_path(path);
6007
6008         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6009         if (ret)
6010                 goto nopos;
6011
6012         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6013         if (ret)
6014                 goto nopos;
6015
6016         /*
6017          * Stop new entries from being returned after we return the last
6018          * entry.
6019          *
6020          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6021          * offset.  This means that new entries created during readdir
6022          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6023          * This has broken buggy programs which operate on names as
6024          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6025          * we have this hack to stop new entries from being returned
6026          * under the assumption that they'll never reach this huge
6027          * offset.
6028          *
6029          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6030          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6031          * in the past.
6032          */
6033         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6034                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6035         else
6036                 ctx->pos = INT_MAX;
6037 nopos:
6038         ret = 0;
6039 err:
6040         if (put)
6041                 btrfs_readdir_put_delayed_items(BTRFS_I(inode), &ins_list, &del_list);
6042         btrfs_free_path(path);
6043         return ret;
6044 }
6045
6046 /*
6047  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6048  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6049  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6050  * to keep or drop this code.
6051  */
6052 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
6053 {
6054         struct btrfs_root *root = inode->root;
6055         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6056         struct btrfs_trans_handle *trans;
6057         int ret;
6058
6059         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6060                 return 0;
6061
6062         trans = btrfs_join_transaction(root);
6063         if (IS_ERR(trans))
6064                 return PTR_ERR(trans);
6065
6066         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6067         if (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT) {
6068                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6069                 btrfs_end_transaction(trans);
6070                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6071                 if (IS_ERR(trans))
6072                         return PTR_ERR(trans);
6073
6074                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6075         }
6076         btrfs_end_transaction(trans);
6077         if (inode->delayed_node)
6078                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6079
6080         return ret;
6081 }
6082
6083 /*
6084  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6085  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6086  */
6087 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, int flags)
6088 {
6089         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6090         bool dirty;
6091
6092         if (btrfs_root_readonly(root))
6093                 return -EROFS;
6094
6095         dirty = inode_update_timestamps(inode, flags);
6096         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6097 }
6098
6099 /*
6100  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6101  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6102  */
6103 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6104 {
6105         int ret = 0;
6106
6107         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6108                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6109                 if (ret) {
6110                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6111                         if (ret)
6112                                 return ret;
6113                 }
6114         }
6115
6116         *index = dir->index_cnt;
6117         dir->index_cnt++;
6118
6119         return ret;
6120 }
6121
6122 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6123 {
6124         struct btrfs_iget_args args;
6125
6126         args.ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
6127         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6128
6129         return insert_inode_locked4(inode,
6130                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6131                    btrfs_find_actor, &args);
6132 }
6133
6134 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6135                             unsigned int *trans_num_items)
6136 {
6137         struct inode *dir = args->dir;
6138         struct inode *inode = args->inode;
6139         int ret;
6140
6141         if (!args->orphan) {
6142                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6143                                              &args->fname);
6144                 if (ret)
6145                         return ret;
6146         }
6147
6148         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6149         if (ret) {
6150                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6151                 return ret;
6152         }
6153
6154         /* 1 to add inode item */
6155         *trans_num_items = 1;
6156         /* 1 to add compression property */
6157         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6158                 (*trans_num_items)++;
6159         /* 1 to add default ACL xattr */
6160         if (args->default_acl)
6161                 (*trans_num_items)++;
6162         /* 1 to add access ACL xattr */
6163         if (args->acl)
6164                 (*trans_num_items)++;
6165 #ifdef CONFIG_SECURITY
6166         /* 1 to add LSM xattr */
6167         if (dir->i_security)
6168                 (*trans_num_items)++;
6169 #endif
6170         if (args->orphan) {
6171                 /* 1 to add orphan item */
6172                 (*trans_num_items)++;
6173         } else {
6174                 /*
6175                  * 1 to add dir item
6176                  * 1 to add dir index
6177                  * 1 to update parent inode item
6178                  *
6179                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6180                  * inserted in a batch together with the inode item at
6181                  * btrfs_create_new_inode().
6182                  */
6183                 *trans_num_items += 3;
6184         }
6185         return 0;
6186 }
6187
6188 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6189 {
6190         posix_acl_release(args->acl);
6191         posix_acl_release(args->default_acl);
6192         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6193 }
6194
6195 /*
6196  * Inherit flags from the parent inode.
6197  *
6198  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6199  */
6200 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6201 {
6202         unsigned int flags;
6203
6204         flags = dir->flags;
6205
6206         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6207                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6208                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6209         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6210                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6211                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6212         }
6213
6214         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6215                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6216                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6217                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6218         }
6219
6220         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6221 }
6222
6223 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6224                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6225 {
6226         struct timespec64 ts;
6227         struct inode *dir = args->dir;
6228         struct inode *inode = args->inode;
6229         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6230         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
6231         struct btrfs_root *root;
6232         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6233         struct btrfs_path *path;
6234         u64 objectid;
6235         struct btrfs_inode_ref *ref;
6236         struct btrfs_key key[2];
6237         u32 sizes[2];
6238         struct btrfs_item_batch batch;
6239         unsigned long ptr;
6240         int ret;
6241         bool xa_reserved = false;
6242
6243         path = btrfs_alloc_path();
6244         if (!path)
6245                 return -ENOMEM;
6246
6247         if (!args->subvol)
6248                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6249         root = BTRFS_I(inode)->root;
6250
6251         ret = btrfs_init_file_extent_tree(BTRFS_I(inode));
6252         if (ret)
6253                 goto out;
6254
6255         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6256         if (ret)
6257                 goto out;
6258         btrfs_set_inode_number(BTRFS_I(inode), objectid);
6259
6260         ret = xa_reserve(&root->inodes, objectid, GFP_NOFS);
6261         if (ret)
6262                 goto out;
6263         xa_reserved = true;
6264
6265         if (args->orphan) {
6266                 /*
6267                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6268                  * fill in an inode item with the correct link count.
6269                  */
6270                 set_nlink(inode, 0);
6271         } else {
6272                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6273
6274                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6275                 if (ret)
6276                         goto out;
6277         }
6278
6279         if (S_ISDIR(inode->i_mode))
6280                 BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6281
6282         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6283         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6284
6285         /*
6286          * We don't have any capability xattrs set here yet, shortcut any
6287          * queries for the xattrs here.  If we add them later via the inode
6288          * security init path or any other path this flag will be cleared.
6289          */
6290         set_bit(BTRFS_INODE_NO_CAP_XATTR, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6291
6292         /*
6293          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6294          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6295          * change it now without compatibility issues.
6296          */
6297         if (!args->subvol)
6298                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6299
6300         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6301                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6302                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6303                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6304                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6305                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6306         }
6307
6308         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6309         if (ret < 0) {
6310                 if (!args->orphan)
6311                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6312                 goto out;
6313         }
6314
6315         /*
6316          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6317          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6318          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6319          * old info in the log.
6320          */
6321         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6322
6323         key[0].objectid = objectid;
6324         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6325         key[0].offset = 0;
6326
6327         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6328
6329         if (!args->orphan) {
6330                 /*
6331                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6332                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6333                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6334                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6335                  */
6336                 key[1].objectid = objectid;
6337                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6338                 if (args->subvol) {
6339                         key[1].offset = objectid;
6340                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6341                 } else {
6342                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6343                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6344                 }
6345         }
6346
6347         batch.keys = &key[0];
6348         batch.data_sizes = &sizes[0];
6349         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6350         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6351         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6352         if (ret != 0) {
6353                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6354                 goto discard;
6355         }
6356
6357         ts = simple_inode_init_ts(inode);
6358         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
6359         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
6360
6361         /*
6362          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6363          * must be fully initialized.
6364          */
6365
6366         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6367                                   struct btrfs_inode_item);
6368         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6369                              sizeof(*inode_item));
6370         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6371
6372         if (!args->orphan) {
6373                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6374                                      struct btrfs_inode_ref);
6375                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6376                 if (args->subvol) {
6377                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6378                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6379                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6380                 } else {
6381                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6382                                                      name->len);
6383                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6384                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6385                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6386                                             name->len);
6387                 }
6388         }
6389
6390         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, path->nodes[0]);
6391         /*
6392          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6393          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6394          * allocating yet another path. So just free our path.
6395          */
6396         btrfs_free_path(path);
6397         path = NULL;
6398
6399         if (args->subvol) {
6400                 struct inode *parent;
6401
6402                 /*
6403                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6404                  * not the directory they were created in.
6405                  */
6406                 parent = btrfs_iget(BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID, BTRFS_I(dir)->root);
6407                 if (IS_ERR(parent)) {
6408                         ret = PTR_ERR(parent);
6409                 } else {
6410                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6411                         iput(parent);
6412                 }
6413         } else {
6414                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6415         }
6416         if (ret) {
6417                 btrfs_err(fs_info,
6418                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6419                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), btrfs_root_id(root), ret);
6420         }
6421
6422         /*
6423          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6424          * probably a bug.
6425          */
6426         if (!args->subvol) {
6427                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6428                 if (ret) {
6429                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6430                         goto discard;
6431                 }
6432         }
6433
6434         ret = btrfs_add_inode_to_root(BTRFS_I(inode), false);
6435         if (WARN_ON(ret)) {
6436                 /* Shouldn't happen, we used xa_reserve() before. */
6437                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6438                 goto discard;
6439         }
6440
6441         trace_btrfs_inode_new(inode);
6442         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6443
6444         btrfs_update_root_times(trans, root);
6445
6446         if (args->orphan) {
6447                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6448         } else {
6449                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6450                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6451         }
6452         if (ret) {
6453                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6454                 goto discard;
6455         }
6456
6457         return 0;
6458
6459 discard:
6460         /*
6461          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6462          * to the inode.
6463          */
6464         ihold(inode);
6465         discard_new_inode(inode);
6466 out:
6467         if (xa_reserved)
6468                 xa_release(&root->inodes, objectid);
6469
6470         btrfs_free_path(path);
6471         return ret;
6472 }
6473
6474 /*
6475  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6476  * a give name and a given sequence number.
6477  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6478  * inode to the parent directory.
6479  */
6480 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6481                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6482                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6483 {
6484         int ret = 0;
6485         struct btrfs_key key;
6486         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6487         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6488         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6489
6490         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6491                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6492         } else {
6493                 key.objectid = ino;
6494                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6495                 key.offset = 0;
6496         }
6497
6498         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6499                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6500                                          btrfs_root_id(root), parent_ino,
6501                                          index, name);
6502         } else if (add_backref) {
6503                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6504                                              ino, parent_ino, index);
6505         }
6506
6507         /* Nothing to clean up yet */
6508         if (ret)
6509                 return ret;
6510
6511         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6512                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6513         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6514                 goto fail_dir_item;
6515         else if (ret) {
6516                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6517                 return ret;
6518         }
6519
6520         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6521                            name->len * 2);
6522         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6523         /*
6524          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6525          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6526          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6527          * values (the ones it had when the fsync was done).
6528          */
6529         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags))
6530                 inode_set_mtime_to_ts(&parent_inode->vfs_inode,
6531                                       inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode));
6532
6533         ret = btrfs_update_inode(trans, parent_inode);
6534         if (ret)
6535                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6536         return ret;
6537
6538 fail_dir_item:
6539         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6540                 u64 local_index;
6541                 int err;
6542                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6543                                          btrfs_root_id(root), parent_ino,
6544                                          &local_index, name);
6545                 if (err)
6546                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6547         } else if (add_backref) {
6548                 u64 local_index;
6549                 int err;
6550
6551                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6552                                           &local_index);
6553                 if (err)
6554                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6555         }
6556
6557         /* Return the original error code */
6558         return ret;
6559 }
6560
6561 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6562                                struct inode *inode)
6563 {
6564         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
6565         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6566         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6567                 .dir = dir,
6568                 .dentry = dentry,
6569                 .inode = inode,
6570         };
6571         unsigned int trans_num_items;
6572         struct btrfs_trans_handle *trans;
6573         int err;
6574
6575         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6576         if (err)
6577                 goto out_inode;
6578
6579         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6580         if (IS_ERR(trans)) {
6581                 err = PTR_ERR(trans);
6582                 goto out_new_inode_args;
6583         }
6584
6585         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6586         if (!err)
6587                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6588
6589         btrfs_end_transaction(trans);
6590         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6591 out_new_inode_args:
6592         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6593 out_inode:
6594         if (err)
6595                 iput(inode);
6596         return err;
6597 }
6598
6599 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6600                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6601 {
6602         struct inode *inode;
6603
6604         inode = new_inode(dir->i_sb);
6605         if (!inode)
6606                 return -ENOMEM;
6607         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6608         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6609         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6610         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6611 }
6612
6613 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6614                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6615 {
6616         struct inode *inode;
6617
6618         inode = new_inode(dir->i_sb);
6619         if (!inode)
6620                 return -ENOMEM;
6621         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6622         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6623         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6624         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6625         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6626 }
6627
6628 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6629                       struct dentry *dentry)
6630 {
6631         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6632         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6633         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6634         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
6635         struct fscrypt_name fname;
6636         u64 index;
6637         int err;
6638         int drop_inode = 0;
6639
6640         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6641         if (btrfs_root_id(root) != btrfs_root_id(BTRFS_I(inode)->root))
6642                 return -EXDEV;
6643
6644         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6645                 return -EMLINK;
6646
6647         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6648         if (err)
6649                 goto fail;
6650
6651         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6652         if (err)
6653                 goto fail;
6654
6655         /*
6656          * 2 items for inode and inode ref
6657          * 2 items for dir items
6658          * 1 item for parent inode
6659          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6660          */
6661         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6662         if (IS_ERR(trans)) {
6663                 err = PTR_ERR(trans);
6664                 trans = NULL;
6665                 goto fail;
6666         }
6667
6668         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6669         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6670         inc_nlink(inode);
6671         inode_inc_iversion(inode);
6672         inode_set_ctime_current(inode);
6673         ihold(inode);
6674         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6675
6676         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6677                              &fname.disk_name, 1, index);
6678
6679         if (err) {
6680                 drop_inode = 1;
6681         } else {
6682                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6683
6684                 err = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
6685                 if (err)
6686                         goto fail;
6687                 if (inode->i_nlink == 1) {
6688                         /*
6689                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6690                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6691                          */
6692                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6693                         if (err)
6694                                 goto fail;
6695                 }
6696                 d_instantiate(dentry, inode);
6697                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6698         }
6699
6700 fail:
6701         fscrypt_free_filename(&fname);
6702         if (trans)
6703                 btrfs_end_transaction(trans);
6704         if (drop_inode) {
6705                 inode_dec_link_count(inode);
6706                 iput(inode);
6707         }
6708         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6709         return err;
6710 }
6711
6712 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6713                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6714 {
6715         struct inode *inode;
6716
6717         inode = new_inode(dir->i_sb);
6718         if (!inode)
6719                 return -ENOMEM;
6720         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6721         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6722         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6723         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6724 }
6725
6726 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6727                                       struct folio *folio,
6728                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6729 {
6730         int ret;
6731         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6732         char *tmp;
6733         size_t max_size;
6734         unsigned long inline_size;
6735         unsigned long ptr;
6736         int compress_type;
6737
6738         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6739         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6740         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6741         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6742         if (!tmp)
6743                 return -ENOMEM;
6744         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6745
6746         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6747
6748         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6749         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, folio, 0, inline_size,
6750                                max_size);
6751
6752         /*
6753          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6754          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6755          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6756          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6757          * cover that region here.
6758          */
6759
6760         if (max_size < PAGE_SIZE)
6761                 folio_zero_range(folio, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6762         kfree(tmp);
6763         return ret;
6764 }
6765
6766 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6767                               struct folio *folio)
6768 {
6769         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6770         void *kaddr;
6771         size_t copy_size;
6772
6773         if (!folio || folio_test_uptodate(folio))
6774                 return 0;
6775
6776         ASSERT(folio_pos(folio) == 0);
6777
6778         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6779                             struct btrfs_file_extent_item);
6780         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6781                 return uncompress_inline(path, folio, fi);
6782
6783         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6784                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6785         kaddr = kmap_local_folio(folio, 0);
6786         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6787                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6788         kunmap_local(kaddr);
6789         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6790                 folio_zero_range(folio, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6791         return 0;
6792 }
6793
6794 /*
6795  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6796  *
6797  * @inode:      file to search in
6798  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6799  * @start:      file offset
6800  * @len:        length of range starting at @start
6801  *
6802  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6803  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6804  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6805  *
6806  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6807  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6808  *
6809  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6810  */
6811 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6812                                     struct folio *folio, u64 start, u64 len)
6813 {
6814         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6815         int ret = 0;
6816         u64 extent_start = 0;
6817         u64 extent_end = 0;
6818         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6819         int extent_type = -1;
6820         struct btrfs_path *path = NULL;
6821         struct btrfs_root *root = inode->root;
6822         struct btrfs_file_extent_item *item;
6823         struct extent_buffer *leaf;
6824         struct btrfs_key found_key;
6825         struct extent_map *em = NULL;
6826         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6827
6828         read_lock(&em_tree->lock);
6829         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6830         read_unlock(&em_tree->lock);
6831
6832         if (em) {
6833                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6834                         free_extent_map(em);
6835                 else if (em->disk_bytenr == EXTENT_MAP_INLINE && folio)
6836                         free_extent_map(em);
6837                 else
6838                         goto out;
6839         }
6840         em = alloc_extent_map();
6841         if (!em) {
6842                 ret = -ENOMEM;
6843                 goto out;
6844         }
6845         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6846         em->disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
6847         em->len = (u64)-1;
6848
6849         path = btrfs_alloc_path();
6850         if (!path) {
6851                 ret = -ENOMEM;
6852                 goto out;
6853         }
6854
6855         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6856         path->reada = READA_FORWARD;
6857
6858         /*
6859          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6860          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6861          * point the commit_root has everything we need.
6862          */
6863         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6864                 path->search_commit_root = 1;
6865                 path->skip_locking = 1;
6866         }
6867
6868         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6869         if (ret < 0) {
6870                 goto out;
6871         } else if (ret > 0) {
6872                 if (path->slots[0] == 0)
6873                         goto not_found;
6874                 path->slots[0]--;
6875                 ret = 0;
6876         }
6877
6878         leaf = path->nodes[0];
6879         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6880                               struct btrfs_file_extent_item);
6881         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6882         if (found_key.objectid != objectid ||
6883             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6884                 /*
6885                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6886                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6887                  * say there is a hole for our whole search range which can
6888                  * cause problems.
6889                  */
6890                 extent_end = start;
6891                 goto next;
6892         }
6893
6894         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6895         extent_start = found_key.offset;
6896         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6897         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6898             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6899                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6900                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6901                         ret = -EUCLEAN;
6902                         btrfs_crit(fs_info,
6903                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6904                                    btrfs_ino(inode));
6905                         goto out;
6906                 }
6907                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6908                                                        extent_start);
6909         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6910                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6911                                                       path->slots[0],
6912                                                       extent_start);
6913         }
6914 next:
6915         if (start >= extent_end) {
6916                 path->slots[0]++;
6917                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6918                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6919                         if (ret < 0)
6920                                 goto out;
6921                         else if (ret > 0)
6922                                 goto not_found;
6923
6924                         leaf = path->nodes[0];
6925                 }
6926                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6927                 if (found_key.objectid != objectid ||
6928                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6929                         goto not_found;
6930                 if (start + len <= found_key.offset)
6931                         goto not_found;
6932                 if (start > found_key.offset)
6933                         goto next;
6934
6935                 /* New extent overlaps with existing one */
6936                 em->start = start;
6937                 em->len = found_key.offset - start;
6938                 em->disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
6939                 goto insert;
6940         }
6941
6942         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6943
6944         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6945             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6946                 goto insert;
6947         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6948                 /*
6949                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6950                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6951                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6952                  */
6953                 ASSERT(extent_start == 0);
6954                 ASSERT(em->start == 0);
6955
6956                 /*
6957                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6958                  * initialized em members already.
6959                  *
6960                  * Other members are not utilized for inline extents.
6961                  */
6962                 ASSERT(em->disk_bytenr == EXTENT_MAP_INLINE);
6963                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6964
6965                 ret = read_inline_extent(inode, path, folio);
6966                 if (ret < 0)
6967                         goto out;
6968                 goto insert;
6969         }
6970 not_found:
6971         em->start = start;
6972         em->len = len;
6973         em->disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
6974 insert:
6975         ret = 0;
6976         btrfs_release_path(path);
6977         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6978                 btrfs_err(fs_info,
6979                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6980                           em->start, em->len, start, len);
6981                 ret = -EIO;
6982                 goto out;
6983         }
6984
6985         write_lock(&em_tree->lock);
6986         ret = btrfs_add_extent_mapping(inode, &em, start, len);
6987         write_unlock(&em_tree->lock);
6988 out:
6989         btrfs_free_path(path);
6990
6991         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6992
6993         if (ret) {
6994                 free_extent_map(em);
6995                 return ERR_PTR(ret);
6996         }
6997         return em;
6998 }
6999
7000 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7001 {
7002         struct btrfs_block_group *block_group;
7003         bool readonly = false;
7004
7005         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7006         if (!block_group || block_group->ro)
7007                 readonly = true;
7008         if (block_group)
7009                 btrfs_put_block_group(block_group);
7010         return readonly;
7011 }
7012
7013 /*
7014  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7015  *
7016  * @offset:     File offset
7017  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7018  *              range
7019  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7020  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7021  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7022  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7023  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7024  *
7025  * Return:
7026  * >0   and update @len if we can do nocow write
7027  *  0   if we can't do nocow write
7028  * <0   if error happened
7029  *
7030  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7031  *       any ordered extents.
7032  */
7033 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7034                               struct btrfs_file_extent *file_extent,
7035                               bool nowait, bool strict)
7036 {
7037         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7038         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7039         struct btrfs_path *path;
7040         int ret;
7041         struct extent_buffer *leaf;
7042         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7043         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7044         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7045         struct btrfs_key key;
7046         int found_type;
7047
7048         path = btrfs_alloc_path();
7049         if (!path)
7050                 return -ENOMEM;
7051         path->nowait = nowait;
7052
7053         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7054                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7055         if (ret < 0)
7056                 goto out;
7057
7058         if (ret == 1) {
7059                 if (path->slots[0] == 0) {
7060                         /* can't find the item, must cow */
7061                         ret = 0;
7062                         goto out;
7063                 }
7064                 path->slots[0]--;
7065         }
7066         ret = 0;
7067         leaf = path->nodes[0];
7068         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7069         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7070             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7071                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7072                 goto out;
7073         }
7074
7075         if (key.offset > offset) {
7076                 /* Wrong offset, must cow */
7077                 goto out;
7078         }
7079
7080         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7081                 goto out;
7082
7083         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7084         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7085
7086         nocow_args.start = offset;
7087         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7088         nocow_args.strict = strict;
7089         nocow_args.free_path = true;
7090
7091         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7092         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7093         path = NULL;
7094
7095         if (ret != 1) {
7096                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7097                 ret = 0;
7098                 goto out;
7099         }
7100
7101         ret = 0;
7102         if (btrfs_extent_readonly(fs_info,
7103                                   nocow_args.file_extent.disk_bytenr +
7104                                   nocow_args.file_extent.offset))
7105                 goto out;
7106
7107         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7108             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7109                 u64 range_end;
7110
7111                 range_end = round_up(offset + nocow_args.file_extent.num_bytes,
7112                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7113                 ret = test_range_bit_exists(io_tree, offset, range_end, EXTENT_DELALLOC);
7114                 if (ret) {
7115                         ret = -EAGAIN;
7116                         goto out;
7117                 }
7118         }
7119
7120         if (file_extent)
7121                 memcpy(file_extent, &nocow_args.file_extent, sizeof(*file_extent));
7122
7123         *len = nocow_args.file_extent.num_bytes;
7124         ret = 1;
7125 out:
7126         btrfs_free_path(path);
7127         return ret;
7128 }
7129
7130 /* The callers of this must take lock_extent() */
7131 struct extent_map *btrfs_create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7132                                       const struct btrfs_file_extent *file_extent,
7133                                       int type)
7134 {
7135         struct extent_map *em;
7136         int ret;
7137
7138         /*
7139          * Note the missing NOCOW type.
7140          *
7141          * For pure NOCOW writes, we should not create an io extent map, but
7142          * just reusing the existing one.
7143          * Only PREALLOC writes (NOCOW write into preallocated range) can
7144          * create an io extent map.
7145          */
7146         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7147                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7148                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7149
7150         switch (type) {
7151         case BTRFS_ORDERED_PREALLOC:
7152                 /* We're only referring part of a larger preallocated extent. */
7153                 ASSERT(file_extent->num_bytes <= file_extent->ram_bytes);
7154                 break;
7155         case BTRFS_ORDERED_REGULAR:
7156                 /* COW results a new extent matching our file extent size. */
7157                 ASSERT(file_extent->disk_num_bytes == file_extent->num_bytes);
7158                 ASSERT(file_extent->ram_bytes == file_extent->num_bytes);
7159
7160                 /* Since it's a new extent, we should not have any offset. */
7161                 ASSERT(file_extent->offset == 0);
7162                 break;
7163         case BTRFS_ORDERED_COMPRESSED:
7164                 /* Must be compressed. */
7165                 ASSERT(file_extent->compression != BTRFS_COMPRESS_NONE);
7166
7167                 /*
7168                  * Encoded write can make us to refer to part of the
7169                  * uncompressed extent.
7170                  */
7171                 ASSERT(file_extent->num_bytes <= file_extent->ram_bytes);
7172                 break;
7173         }
7174
7175         em = alloc_extent_map();
7176         if (!em)
7177                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7178
7179         em->start = start;
7180         em->len = file_extent->num_bytes;
7181         em->disk_bytenr = file_extent->disk_bytenr;
7182         em->disk_num_bytes = file_extent->disk_num_bytes;
7183         em->ram_bytes = file_extent->ram_bytes;
7184         em->generation = -1;
7185         em->offset = file_extent->offset;
7186         em->flags |= EXTENT_FLAG_PINNED;
7187         if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED)
7188                 extent_map_set_compression(em, file_extent->compression);
7189
7190         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7191         if (ret) {
7192                 free_extent_map(em);
7193                 return ERR_PTR(ret);
7194         }
7195
7196         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7197         return em;
7198 }
7199
7200 /*
7201  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7202  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7203  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7204  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7205  * spinlock.
7206  */
7207 static void wait_subpage_spinlock(struct folio *folio)
7208 {
7209         struct btrfs_fs_info *fs_info = folio_to_fs_info(folio);
7210         struct btrfs_subpage *subpage;
7211
7212         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, folio->mapping))
7213                 return;
7214
7215         ASSERT(folio_test_private(folio) && folio_get_private(folio));
7216         subpage = folio_get_private(folio);
7217
7218         /*
7219          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7220          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7221          * still holding the subpage spinlock.
7222          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7223          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7224          * function to clear page writeback.
7225          *
7226          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7227          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7228          */
7229         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7230         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7231 }
7232
7233 static int btrfs_launder_folio(struct folio *folio)
7234 {
7235         return btrfs_qgroup_free_data(folio_to_inode(folio), NULL, folio_pos(folio),
7236                                       PAGE_SIZE, NULL);
7237 }
7238
7239 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7240 {
7241         if (try_release_extent_mapping(folio, gfp_flags)) {
7242                 wait_subpage_spinlock(folio);
7243                 clear_folio_extent_mapped(folio);
7244                 return true;
7245         }
7246         return false;
7247 }
7248
7249 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7250 {
7251         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7252                 return false;
7253         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7254 }
7255
7256 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7257 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7258                              struct folio *dst, struct folio *src,
7259                              enum migrate_mode mode)
7260 {
7261         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7262
7263         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7264                 return ret;
7265
7266         if (folio_test_ordered(src)) {
7267                 folio_clear_ordered(src);
7268                 folio_set_ordered(dst);
7269         }
7270
7271         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
7272 }
7273 #else
7274 #define btrfs_migrate_folio NULL
7275 #endif
7276
7277 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
7278                                  size_t length)
7279 {
7280         struct btrfs_inode *inode = folio_to_inode(folio);
7281         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7282         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
7283         struct extent_state *cached_state = NULL;
7284         u64 page_start = folio_pos(folio);
7285         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
7286         u64 cur;
7287         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
7288
7289         /*
7290          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
7291          * page, nor bio can be submitted for this folio.
7292          *
7293          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
7294          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
7295          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
7296          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
7297          * on one folio.
7298          *
7299          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
7300          * do double ordered extent accounting on the same folio.
7301          */
7302         folio_wait_writeback(folio);
7303         wait_subpage_spinlock(folio);
7304
7305         /*
7306          * For subpage case, we have call sites like
7307          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
7308          * sectorsize.
7309          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
7310          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
7311          * record subpage dirty bits for other part of the range.
7312          *
7313          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
7314          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
7315          * still safe to wait for ordered extent to finish.
7316          */
7317         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
7318                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7319                 return;
7320         }
7321
7322         if (!inode_evicting)
7323                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
7324
7325         cur = page_start;
7326         while (cur < page_end) {
7327                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7328                 u64 range_end;
7329                 u32 range_len;
7330                 u32 extra_flags = 0;
7331
7332                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
7333                                                            page_end + 1 - cur);
7334                 if (!ordered) {
7335                         range_end = page_end;
7336                         /*
7337                          * No ordered extent covering this range, we are safe
7338                          * to delete all extent states in the range.
7339                          */
7340                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7341                         goto next;
7342                 }
7343                 if (ordered->file_offset > cur) {
7344                         /*
7345                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
7346                          * covered by any ordered extent.
7347                          * We are safe to delete all extent states, and handle
7348                          * the ordered extent in the next iteration.
7349                          */
7350                         range_end = ordered->file_offset - 1;
7351                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7352                         goto next;
7353                 }
7354
7355                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
7356                                 page_end);
7357                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
7358                 range_len = range_end + 1 - cur;
7359                 if (!btrfs_folio_test_ordered(fs_info, folio, cur, range_len)) {
7360                         /*
7361                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
7362                          * already been executed for the range.
7363                          * We can't delete the extent states as
7364                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
7365                          */
7366                         goto next;
7367                 }
7368                 btrfs_folio_clear_ordered(fs_info, folio, cur, range_len);
7369
7370                 /*
7371                  * IO on this page will never be started, so we need to account
7372                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
7373                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
7374                  *
7375                  * This will also unlock the range for incoming
7376                  * btrfs_finish_ordered_io().
7377                  */
7378                 if (!inode_evicting)
7379                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
7380                                          EXTENT_DELALLOC |
7381                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
7382                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
7383
7384                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
7385                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
7386                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
7387                                              cur - ordered->file_offset);
7388                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
7389
7390                 /*
7391                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
7392                  * the extent states of the range, otherwise
7393                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
7394                  * other pages, so we can't delete extent states.
7395                  */
7396                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
7397                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
7398                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
7399                         /*
7400                          * The ordered extent has finished, now we're again
7401                          * safe to delete all extent states of the range.
7402                          */
7403                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7404                 }
7405 next:
7406                 if (ordered)
7407                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7408                 /*
7409                  * Qgroup reserved space handler
7410                  * Sector(s) here will be either:
7411                  *
7412                  * 1) Already written to disk or bio already finished
7413                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
7414                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
7415                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
7416                  *
7417                  * 2) Not written to disk yet
7418                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
7419                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
7420                  *    reserved data space.
7421                  *    Since the IO will never happen for this page.
7422                  */
7423                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur, NULL);
7424                 if (!inode_evicting) {
7425                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
7426                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
7427                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
7428                                  extra_flags, &cached_state);
7429                 }
7430                 cur = range_end + 1;
7431         }
7432         /*
7433          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
7434          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
7435          * did something wrong.
7436          */
7437         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
7438         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, folio_pos(folio), folio_size(folio));
7439         if (!inode_evicting)
7440                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7441         clear_folio_extent_mapped(folio);
7442 }
7443
7444 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
7445 {
7446         struct btrfs_truncate_control control = {
7447                 .inode = inode,
7448                 .ino = btrfs_ino(inode),
7449                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
7450                 .clear_extent_range = true,
7451         };
7452         struct btrfs_root *root = inode->root;
7453         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7454         struct btrfs_block_rsv *rsv;
7455         int ret;
7456         struct btrfs_trans_handle *trans;
7457         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
7458         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
7459
7460         if (!skip_writeback) {
7461                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
7462                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
7463                                                (u64)-1);
7464                 if (ret)
7465                         return ret;
7466         }
7467
7468         /*
7469          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
7470          * things going on here:
7471          *
7472          * 1) We need to reserve space to update our inode.
7473          *
7474          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
7475          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
7476          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
7477          * very much snapshotting).
7478          *
7479          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
7480          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
7481          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
7482          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
7483          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
7484          * means we need to be able to update the inode several times, and we
7485          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
7486          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
7487          * done separately as well.
7488          *
7489          * So that leaves us with
7490          *
7491          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
7492          * transaction reservation.
7493          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
7494          * updating the inode.
7495          */
7496         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
7497         if (!rsv)
7498                 return -ENOMEM;
7499         rsv->size = min_size;
7500         rsv->failfast = true;
7501
7502         /*
7503          * 1 for the truncate slack space
7504          * 1 for updating the inode.
7505          */
7506         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
7507         if (IS_ERR(trans)) {
7508                 ret = PTR_ERR(trans);
7509                 goto out;
7510         }
7511
7512         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
7513         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
7514                                       min_size, false);
7515         /*
7516          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
7517          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
7518          * it's not critical we just fail truncation.
7519          */
7520         if (WARN_ON(ret)) {
7521                 btrfs_end_transaction(trans);
7522                 goto out;
7523         }
7524
7525         trans->block_rsv = rsv;
7526
7527         while (1) {
7528                 struct extent_state *cached_state = NULL;
7529                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
7530                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
7531
7532                 control.new_size = new_size;
7533                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
7534                 /*
7535                  * We want to drop from the next block forward in case this new
7536                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
7537                  * block of the extent just the way it is.
7538                  */
7539                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
7540                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
7541                                             (u64)-1, false);
7542
7543                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
7544
7545                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
7546                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
7547
7548                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
7549
7550                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
7551                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
7552                         break;
7553
7554                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
7555                 if (ret)
7556                         break;
7557
7558                 btrfs_end_transaction(trans);
7559                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
7560
7561                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
7562                 if (IS_ERR(trans)) {
7563                         ret = PTR_ERR(trans);
7564                         trans = NULL;
7565                         break;
7566                 }
7567
7568                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
7569                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
7570                                               rsv, min_size, false);
7571                 /*
7572                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
7573                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
7574                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
7575                  */
7576                 if (WARN_ON(ret))
7577                         break;
7578
7579                 trans->block_rsv = rsv;
7580         }
7581
7582         /*
7583          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
7584          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
7585          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
7586          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
7587          */
7588         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
7589                 btrfs_end_transaction(trans);
7590                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
7591
7592                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
7593                 if (ret)
7594                         goto out;
7595                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
7596                 if (IS_ERR(trans)) {
7597                         ret = PTR_ERR(trans);
7598                         goto out;
7599                 }
7600                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
7601         }
7602
7603         if (trans) {
7604                 int ret2;
7605
7606                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
7607                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, inode);
7608                 if (ret2 && !ret)
7609                         ret = ret2;
7610
7611                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
7612                 if (ret2 && !ret)
7613                         ret = ret2;
7614                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
7615         }
7616 out:
7617         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
7618         /*
7619          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
7620          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
7621          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
7622          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
7623          * safe.
7624          *
7625          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
7626          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
7627          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
7628          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
7629          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
7630          * extents beyond i_size to drop.
7631          */
7632         if (control.extents_found > 0)
7633                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
7634
7635         return ret;
7636 }
7637
7638 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
7639                                      struct inode *dir)
7640 {
7641         struct inode *inode;
7642
7643         inode = new_inode(dir->i_sb);
7644         if (inode) {
7645                 /*
7646                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
7647                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
7648                  */
7649                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
7650                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
7651                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
7652                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
7653         }
7654         return inode;
7655 }
7656
7657 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
7658 {
7659         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
7660         struct btrfs_inode *ei;
7661         struct inode *inode;
7662
7663         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
7664         if (!ei)
7665                 return NULL;
7666
7667         ei->root = NULL;
7668         ei->generation = 0;
7669         ei->last_trans = 0;
7670         ei->last_sub_trans = 0;
7671         ei->logged_trans = 0;
7672         ei->delalloc_bytes = 0;
7673         ei->new_delalloc_bytes = 0;
7674         ei->defrag_bytes = 0;
7675         ei->disk_i_size = 0;
7676         ei->flags = 0;
7677         ei->ro_flags = 0;
7678         /*
7679          * ->index_cnt will be properly initialized later when creating a new
7680          * inode (btrfs_create_new_inode()) or when reading an existing inode
7681          * from disk (btrfs_read_locked_inode()).
7682          */
7683         ei->csum_bytes = 0;
7684         ei->dir_index = 0;
7685         ei->last_unlink_trans = 0;
7686         ei->last_reflink_trans = 0;
7687         ei->last_log_commit = 0;
7688
7689         spin_lock_init(&ei->lock);
7690         ei->outstanding_extents = 0;
7691         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
7692                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
7693                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
7694         ei->runtime_flags = 0;
7695         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
7696         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
7697
7698         ei->delayed_node = NULL;
7699
7700         ei->i_otime_sec = 0;
7701         ei->i_otime_nsec = 0;
7702
7703         inode = &ei->vfs_inode;
7704         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
7705
7706         /* This io tree sets the valid inode. */
7707         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
7708         ei->io_tree.inode = ei;
7709
7710         ei->file_extent_tree = NULL;
7711
7712         mutex_init(&ei->log_mutex);
7713         spin_lock_init(&ei->ordered_tree_lock);
7714         ei->ordered_tree = RB_ROOT;
7715         ei->ordered_tree_last = NULL;
7716         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
7717         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
7718         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
7719
7720         return inode;
7721 }
7722
7723 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
7724 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
7725 {
7726         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
7727         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
7728         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
7729 }
7730 #endif
7731
7732 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
7733 {
7734         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
7735         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
7736 }
7737
7738 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
7739 {
7740         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7741         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
7742         struct btrfs_root *root = inode->root;
7743         bool freespace_inode;
7744
7745         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
7746         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
7747         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
7748         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
7749         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
7750         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
7751                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
7752                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
7753                 WARN_ON(inode->csum_bytes);
7754         }
7755         if (!root || !btrfs_is_data_reloc_root(root))
7756                 WARN_ON(inode->defrag_bytes);
7757
7758         /*
7759          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
7760          * created the same inode and we need to destroy the one we already
7761          * created.
7762          */
7763         if (!root)
7764                 return;
7765
7766         /*
7767          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
7768          * map.
7769          */
7770         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
7771
7772         while (1) {
7773                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
7774                 if (!ordered)
7775                         break;
7776                 else {
7777                         btrfs_err(root->fs_info,
7778                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
7779                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
7780
7781                         if (!freespace_inode)
7782                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
7783
7784                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
7785                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7786                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7787                 }
7788         }
7789         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
7790         btrfs_del_inode_from_root(inode);
7791         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
7792         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
7793         btrfs_put_root(inode->root);
7794 }
7795
7796 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
7797 {
7798         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7799
7800         if (root == NULL)
7801                 return 1;
7802
7803         /* the snap/subvol tree is on deleting */
7804         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
7805                 return 1;
7806         else
7807                 return generic_drop_inode(inode);
7808 }
7809
7810 static void init_once(void *foo)
7811 {
7812         struct btrfs_inode *ei = foo;
7813
7814         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
7815 }
7816
7817 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
7818 {
7819         /*
7820          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
7821          * destroy cache.
7822          */
7823         rcu_barrier();
7824         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
7825 }
7826
7827 int __init btrfs_init_cachep(void)
7828 {
7829         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
7830                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
7831                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_ACCOUNT,
7832                         init_once);
7833         if (!btrfs_inode_cachep)
7834                 return -ENOMEM;
7835
7836         return 0;
7837 }
7838
7839 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
7840                          const struct path *path, struct kstat *stat,
7841                          u32 request_mask, unsigned int flags)
7842 {
7843         u64 delalloc_bytes;
7844         u64 inode_bytes;
7845         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
7846         u32 blocksize = btrfs_sb(inode->i_sb)->sectorsize;
7847         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
7848         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
7849
7850         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
7851         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime_sec;
7852         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec;
7853         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
7854                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
7855         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
7856                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
7857         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
7858                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
7859         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
7860                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
7861         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
7862                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
7863
7864         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
7865                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
7866                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
7867                                   STATX_ATTR_NODUMP);
7868
7869         generic_fillattr(idmap, request_mask, inode, stat);
7870         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
7871
7872         stat->subvol = BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid;
7873         stat->result_mask |= STATX_SUBVOL;
7874
7875         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
7876         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
7877         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
7878         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
7879         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
7880                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
7881         return 0;
7882 }
7883
7884 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
7885                               struct dentry *old_dentry,
7886                               struct inode *new_dir,
7887                               struct dentry *new_dentry)
7888 {
7889         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(old_dir);
7890         struct btrfs_trans_handle *trans;
7891         unsigned int trans_num_items;
7892         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
7893         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
7894         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
7895         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
7896         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
7897         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
7898         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
7899         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
7900         u64 old_idx = 0;
7901         u64 new_idx = 0;
7902         int ret;
7903         int ret2;
7904         bool need_abort = false;
7905         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
7906         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
7907
7908         /*
7909          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
7910          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
7911          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
7912          */
7913         if (root != dest &&
7914             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
7915              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
7916                 return -EXDEV;
7917
7918         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
7919         if (ret)
7920                 return ret;
7921
7922         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
7923         if (ret) {
7924                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
7925                 return ret;
7926         }
7927
7928         old_name = &old_fname.disk_name;
7929         new_name = &new_fname.disk_name;
7930
7931         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
7932         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
7933             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
7934                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
7935
7936         /*
7937          * For each inode:
7938          * 1 to remove old dir item
7939          * 1 to remove old dir index
7940          * 1 to add new dir item
7941          * 1 to add new dir index
7942          * 1 to update parent inode
7943          *
7944          * If the parents are the same, we only need to account for one
7945          */
7946         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
7947         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
7948                 /*
7949                  * 1 to remove old root ref
7950                  * 1 to remove old root backref
7951                  * 1 to add new root ref
7952                  * 1 to add new root backref
7953                  */
7954                 trans_num_items += 4;
7955         } else {
7956                 /*
7957                  * 1 to update inode item
7958                  * 1 to remove old inode ref
7959                  * 1 to add new inode ref
7960                  */
7961                 trans_num_items += 3;
7962         }
7963         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
7964                 trans_num_items += 4;
7965         else
7966                 trans_num_items += 3;
7967         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
7968         if (IS_ERR(trans)) {
7969                 ret = PTR_ERR(trans);
7970                 goto out_notrans;
7971         }
7972
7973         if (dest != root) {
7974                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
7975                 if (ret)
7976                         goto out_fail;
7977         }
7978
7979         /*
7980          * We need to find a free sequence number both in the source and
7981          * in the destination directory for the exchange.
7982          */
7983         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
7984         if (ret)
7985                 goto out_fail;
7986         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
7987         if (ret)
7988                 goto out_fail;
7989
7990         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
7991         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
7992
7993         /* Reference for the source. */
7994         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
7995                 /* force full log commit if subvolume involved. */
7996                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
7997         } else {
7998                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
7999                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8000                                              old_idx);
8001                 if (ret)
8002                         goto out_fail;
8003                 need_abort = true;
8004         }
8005
8006         /* And now for the dest. */
8007         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8008                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8009                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8010         } else {
8011                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8012                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8013                                              new_idx);
8014                 if (ret) {
8015                         if (need_abort)
8016                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8017                         goto out_fail;
8018                 }
8019         }
8020
8021         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8022         inode_inc_iversion(old_dir);
8023         inode_inc_iversion(new_dir);
8024         inode_inc_iversion(old_inode);
8025         inode_inc_iversion(new_inode);
8026         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8027
8028         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8029                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8030                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8031                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8032                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8033         }
8034
8035         /* src is a subvolume */
8036         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8037                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8038         } else { /* src is an inode */
8039                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8040                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8041                                            old_name, &old_rename_ctx);
8042                 if (!ret)
8043                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
8044         }
8045         if (ret) {
8046                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8047                 goto out_fail;
8048         }
8049
8050         /* dest is a subvolume */
8051         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8052                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8053         } else { /* dest is an inode */
8054                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8055                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8056                                            new_name, &new_rename_ctx);
8057                 if (!ret)
8058                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(new_inode));
8059         }
8060         if (ret) {
8061                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8062                 goto out_fail;
8063         }
8064
8065         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8066                              new_name, 0, old_idx);
8067         if (ret) {
8068                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8069                 goto out_fail;
8070         }
8071
8072         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8073                              old_name, 0, new_idx);
8074         if (ret) {
8075                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8076                 goto out_fail;
8077         }
8078
8079         if (old_inode->i_nlink == 1)
8080                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8081         if (new_inode->i_nlink == 1)
8082                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8083
8084         /*
8085          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8086          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8087          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8088          * are part of this rename operation were logged before.
8089          */
8090         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8091                 btrfs_pin_log_trans(root);
8092         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8093                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8094
8095         /* Do the log updates for all inodes. */
8096         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8097                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8098                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8099         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8100                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8101                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8102
8103         /* Now unpin the logs. */
8104         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8105                 btrfs_end_log_trans(root);
8106         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8107                 btrfs_end_log_trans(dest);
8108 out_fail:
8109         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8110         ret = ret ? ret : ret2;
8111 out_notrans:
8112         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8113             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8114                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8115
8116         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8117         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8118         return ret;
8119 }
8120
8121 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8122                                         struct inode *dir)
8123 {
8124         struct inode *inode;
8125
8126         inode = new_inode(dir->i_sb);
8127         if (inode) {
8128                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8129                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8130                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8131                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8132         }
8133         return inode;
8134 }
8135
8136 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8137                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8138                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8139                         unsigned int flags)
8140 {
8141         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(old_dir);
8142         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8143                 .dir = old_dir,
8144                 .dentry = old_dentry,
8145         };
8146         struct btrfs_trans_handle *trans;
8147         unsigned int trans_num_items;
8148         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8149         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8150         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8151         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8152         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8153         u64 index = 0;
8154         int ret;
8155         int ret2;
8156         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8157         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8158
8159         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8160                 return -EPERM;
8161
8162         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8163         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8164                 return -EXDEV;
8165
8166         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8167             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8168                 return -ENOTEMPTY;
8169
8170         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8171             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8172                 return -ENOTEMPTY;
8173
8174         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8175         if (ret)
8176                 return ret;
8177
8178         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8179         if (ret) {
8180                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8181                 return ret;
8182         }
8183
8184         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8185         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8186         if (ret) {
8187                 if (ret == -EEXIST) {
8188                         /* we shouldn't get
8189                          * eexist without a new_inode */
8190                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8191                                 goto out_fscrypt_names;
8192                         }
8193                 } else {
8194                         /* maybe -EOVERFLOW */
8195                         goto out_fscrypt_names;
8196                 }
8197         }
8198         ret = 0;
8199
8200         /*
8201          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
8202          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
8203          */
8204         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
8205                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
8206
8207         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
8208                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
8209                 if (!whiteout_args.inode) {
8210                         ret = -ENOMEM;
8211                         goto out_fscrypt_names;
8212                 }
8213                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
8214                 if (ret)
8215                         goto out_whiteout_inode;
8216         } else {
8217                 /* 1 to update the old parent inode. */
8218                 trans_num_items = 1;
8219         }
8220
8221         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8222                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8223                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8224                 /*
8225                  * 1 to remove old root ref
8226                  * 1 to remove old root backref
8227                  * 1 to add new root ref
8228                  * 1 to add new root backref
8229                  */
8230                 trans_num_items += 4;
8231         } else {
8232                 /*
8233                  * 1 to update inode
8234                  * 1 to remove old inode ref
8235                  * 1 to add new inode ref
8236                  */
8237                 trans_num_items += 3;
8238         }
8239         /*
8240          * 1 to remove old dir item
8241          * 1 to remove old dir index
8242          * 1 to add new dir item
8243          * 1 to add new dir index
8244          */
8245         trans_num_items += 4;
8246         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
8247         if (new_dir != old_dir)
8248                 trans_num_items++;
8249         if (new_inode) {
8250                 /*
8251                  * 1 to update inode
8252                  * 1 to remove inode ref
8253                  * 1 to remove dir item
8254                  * 1 to remove dir index
8255                  * 1 to possibly add orphan item
8256                  */
8257                 trans_num_items += 5;
8258         }
8259         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8260         if (IS_ERR(trans)) {
8261                 ret = PTR_ERR(trans);
8262                 goto out_notrans;
8263         }
8264
8265         if (dest != root) {
8266                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8267                 if (ret)
8268                         goto out_fail;
8269         }
8270
8271         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
8272         if (ret)
8273                 goto out_fail;
8274
8275         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8276         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
8277                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8278                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8279         } else {
8280                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
8281                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8282                                              index);
8283                 if (ret)
8284                         goto out_fail;
8285         }
8286
8287         inode_inc_iversion(old_dir);
8288         inode_inc_iversion(new_dir);
8289         inode_inc_iversion(old_inode);
8290         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8291
8292         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
8293                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8294                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8295
8296         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
8297                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8298         } else {
8299                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8300                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
8301                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
8302                 if (!ret)
8303                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
8304         }
8305         if (ret) {
8306                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8307                 goto out_fail;
8308         }
8309
8310         if (new_inode) {
8311                 inode_inc_iversion(new_inode);
8312                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
8313                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
8314                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8315                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
8316                 } else {
8317                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8318                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
8319                                                  &new_fname.disk_name);
8320                 }
8321                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
8322                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
8323                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
8324                 if (ret) {
8325                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8326                         goto out_fail;
8327                 }
8328         }
8329
8330         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8331                              &new_fname.disk_name, 0, index);
8332         if (ret) {
8333                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8334                 goto out_fail;
8335         }
8336
8337         if (old_inode->i_nlink == 1)
8338                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
8339
8340         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8341                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8342                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8343
8344         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
8345                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
8346                 if (ret) {
8347                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8348                         goto out_fail;
8349                 } else {
8350                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
8351                         iput(whiteout_args.inode);
8352                         whiteout_args.inode = NULL;
8353                 }
8354         }
8355 out_fail:
8356         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8357         ret = ret ? ret : ret2;
8358 out_notrans:
8359         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8360                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8361         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
8362                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
8363 out_whiteout_inode:
8364         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
8365                 iput(whiteout_args.inode);
8366 out_fscrypt_names:
8367         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8368         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8369         return ret;
8370 }
8371
8372 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
8373                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
8374                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
8375 {
8376         int ret;
8377
8378         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
8379                 return -EINVAL;
8380
8381         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
8382                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
8383                                             new_dentry);
8384         else
8385                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
8386                                    new_dentry, flags);
8387
8388         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
8389
8390         return ret;
8391 }
8392
8393 struct btrfs_delalloc_work {
8394         struct inode *inode;
8395         struct completion completion;
8396         struct list_head list;
8397         struct btrfs_work work;
8398 };
8399
8400 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
8401 {
8402         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
8403         struct inode *inode;
8404
8405         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
8406                                      work);
8407         inode = delalloc_work->inode;
8408         filemap_flush(inode->i_mapping);
8409         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
8410                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
8411                 filemap_flush(inode->i_mapping);
8412
8413         iput(inode);
8414         complete(&delalloc_work->completion);
8415 }
8416
8417 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
8418 {
8419         struct btrfs_delalloc_work *work;
8420
8421         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
8422         if (!work)
8423                 return NULL;
8424
8425         init_completion(&work->completion);
8426         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
8427         work->inode = inode;
8428         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL);
8429
8430         return work;
8431 }
8432
8433 /*
8434  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
8435  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
8436  */
8437 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
8438                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
8439                                  bool in_reclaim_context)
8440 {
8441         struct btrfs_inode *binode;
8442         struct inode *inode;
8443         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
8444         LIST_HEAD(works);
8445         LIST_HEAD(splice);
8446         int ret = 0;
8447         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
8448
8449         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
8450         spin_lock(&root->delalloc_lock);
8451         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
8452         while (!list_empty(&splice)) {
8453                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
8454                                     delalloc_inodes);
8455
8456                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
8457                                &root->delalloc_inodes);
8458
8459                 if (in_reclaim_context &&
8460                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
8461                         continue;
8462
8463                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
8464                 if (!inode) {
8465                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
8466                         continue;
8467                 }
8468                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
8469
8470                 if (snapshot)
8471                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
8472                                 &binode->runtime_flags);
8473                 if (full_flush) {
8474                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
8475                         if (!work) {
8476                                 iput(inode);
8477                                 ret = -ENOMEM;
8478                                 goto out;
8479                         }
8480                         list_add_tail(&work->list, &works);
8481                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
8482                                          &work->work);
8483                 } else {
8484                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
8485                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
8486                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
8487                                 goto out;
8488                 }
8489                 cond_resched();
8490                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
8491         }
8492         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
8493
8494 out:
8495         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
8496                 list_del_init(&work->list);
8497                 wait_for_completion(&work->completion);
8498                 kfree(work);
8499         }
8500
8501         if (!list_empty(&splice)) {
8502                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
8503                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
8504                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
8505         }
8506         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
8507         return ret;
8508 }
8509
8510 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
8511 {
8512         struct writeback_control wbc = {
8513                 .nr_to_write = LONG_MAX,
8514                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
8515                 .range_start = 0,
8516                 .range_end = LLONG_MAX,
8517         };
8518         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8519
8520         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
8521                 return -EROFS;
8522
8523         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
8524 }
8525
8526 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
8527                                bool in_reclaim_context)
8528 {
8529         struct writeback_control wbc = {
8530                 .nr_to_write = nr,
8531                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
8532                 .range_start = 0,
8533                 .range_end = LLONG_MAX,
8534         };
8535         struct btrfs_root *root;
8536         LIST_HEAD(splice);
8537         int ret;
8538
8539         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
8540                 return -EROFS;
8541
8542         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
8543         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
8544         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
8545         while (!list_empty(&splice)) {
8546                 /*
8547                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
8548                  * flush.
8549                  */
8550                 if (nr == LONG_MAX)
8551                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
8552
8553                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
8554                                         delalloc_root);
8555                 root = btrfs_grab_root(root);
8556                 BUG_ON(!root);
8557                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
8558                                &fs_info->delalloc_roots);
8559                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
8560
8561                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
8562                 btrfs_put_root(root);
8563                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
8564                         goto out;
8565                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
8566         }
8567         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
8568
8569         ret = 0;
8570 out:
8571         if (!list_empty(&splice)) {
8572                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
8573                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
8574                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
8575         }
8576         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
8577         return ret;
8578 }
8579
8580 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
8581                          struct dentry *dentry, const char *symname)
8582 {
8583         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
8584         struct btrfs_trans_handle *trans;
8585         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
8586         struct btrfs_path *path;
8587         struct btrfs_key key;
8588         struct inode *inode;
8589         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
8590                 .dir = dir,
8591                 .dentry = dentry,
8592         };
8593         unsigned int trans_num_items;
8594         int err;
8595         int name_len;
8596         int datasize;
8597         unsigned long ptr;
8598         struct btrfs_file_extent_item *ei;
8599         struct extent_buffer *leaf;
8600
8601         name_len = strlen(symname);
8602         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
8603                 return -ENAMETOOLONG;
8604
8605         inode = new_inode(dir->i_sb);
8606         if (!inode)
8607                 return -ENOMEM;
8608         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
8609         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
8610         inode_nohighmem(inode);
8611         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
8612         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
8613         inode_set_bytes(inode, name_len);
8614
8615         new_inode_args.inode = inode;
8616         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
8617         if (err)
8618                 goto out_inode;
8619         /* 1 additional item for the inline extent */
8620         trans_num_items++;
8621
8622         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8623         if (IS_ERR(trans)) {
8624                 err = PTR_ERR(trans);
8625                 goto out_new_inode_args;
8626         }
8627
8628         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
8629         if (err)
8630                 goto out;
8631
8632         path = btrfs_alloc_path();
8633         if (!path) {
8634                 err = -ENOMEM;
8635                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
8636                 discard_new_inode(inode);
8637                 inode = NULL;
8638                 goto out;
8639         }
8640         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
8641         key.offset = 0;
8642         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
8643         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
8644         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
8645                                       datasize);
8646         if (err) {
8647                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
8648                 btrfs_free_path(path);
8649                 discard_new_inode(inode);
8650                 inode = NULL;
8651                 goto out;
8652         }
8653         leaf = path->nodes[0];
8654         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
8655                             struct btrfs_file_extent_item);
8656         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
8657         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
8658                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
8659         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
8660         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
8661         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
8662         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
8663
8664         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
8665         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
8666         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
8667         btrfs_free_path(path);
8668
8669         d_instantiate_new(dentry, inode);
8670         err = 0;
8671 out:
8672         btrfs_end_transaction(trans);
8673         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8674 out_new_inode_args:
8675         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
8676 out_inode:
8677         if (err)
8678                 iput(inode);
8679         return err;
8680 }
8681
8682 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
8683                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
8684                                        struct btrfs_inode *inode,
8685                                        struct btrfs_key *ins,
8686                                        u64 file_offset)
8687 {
8688         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
8689         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
8690         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
8691         struct btrfs_path *path;
8692         u64 start = ins->objectid;
8693         u64 len = ins->offset;
8694         u64 qgroup_released = 0;
8695         int ret;
8696
8697         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
8698
8699         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
8700         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
8701         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
8702         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
8703         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
8704         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
8705         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
8706
8707         ret = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len, &qgroup_released);
8708         if (ret < 0)
8709                 return ERR_PTR(ret);
8710
8711         if (trans) {
8712                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
8713                                                   file_offset, &stack_fi,
8714                                                   true, qgroup_released);
8715                 if (ret)
8716                         goto free_qgroup;
8717                 return trans;
8718         }
8719
8720         extent_info.disk_offset = start;
8721         extent_info.disk_len = len;
8722         extent_info.data_offset = 0;
8723         extent_info.data_len = len;
8724         extent_info.file_offset = file_offset;
8725         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
8726         extent_info.is_new_extent = true;
8727         extent_info.update_times = true;
8728         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
8729         extent_info.insertions = 0;
8730
8731         path = btrfs_alloc_path();
8732         if (!path) {
8733                 ret = -ENOMEM;
8734                 goto free_qgroup;
8735         }
8736
8737         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
8738                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
8739                                      &trans);
8740         btrfs_free_path(path);
8741         if (ret)
8742                 goto free_qgroup;
8743         return trans;
8744
8745 free_qgroup:
8746         /*
8747          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
8748          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
8749          * transaction.
8750          * But if we error out early, we have to free what we have released
8751          * or we leak qgroup data reservation.
8752          */
8753         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
8754                         btrfs_root_id(inode->root), qgroup_released,
8755                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
8756         return ERR_PTR(ret);
8757 }
8758
8759 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
8760                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
8761                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
8762                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
8763 {
8764         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
8765         struct extent_map *em;
8766         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8767         struct btrfs_key ins;
8768         u64 cur_offset = start;
8769         u64 clear_offset = start;
8770         u64 i_size;
8771         u64 cur_bytes;
8772         u64 last_alloc = (u64)-1;
8773         int ret = 0;
8774         bool own_trans = true;
8775         u64 end = start + num_bytes - 1;
8776
8777         if (trans)
8778                 own_trans = false;
8779         while (num_bytes > 0) {
8780                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
8781                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
8782                 /*
8783                  * If we are severely fragmented we could end up with really
8784                  * small allocations, so if the allocator is returning small
8785                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
8786                  * sized chunks.
8787                  */
8788                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
8789                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
8790                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
8791                 if (ret)
8792                         break;
8793
8794                 /*
8795                  * We've reserved this space, and thus converted it from
8796                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
8797                  * from here on out we will only need to clear our reservation
8798                  * for the remaining unreserved area, so advance our
8799                  * clear_offset by our extent size.
8800                  */
8801                 clear_offset += ins.offset;
8802
8803                 last_alloc = ins.offset;
8804                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
8805                                                     &ins, cur_offset);
8806                 /*
8807                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
8808                  * decrement the number of reservations in the block group.
8809                  * If we did it before, we could race with relocation and have
8810                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
8811                  */
8812                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
8813                 if (IS_ERR(trans)) {
8814                         ret = PTR_ERR(trans);
8815                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
8816                                                    ins.offset, 0);
8817                         break;
8818                 }
8819
8820                 em = alloc_extent_map();
8821                 if (!em) {
8822                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
8823                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
8824                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
8825                         goto next;
8826                 }
8827
8828                 em->start = cur_offset;
8829                 em->len = ins.offset;
8830                 em->disk_bytenr = ins.objectid;
8831                 em->offset = 0;
8832                 em->disk_num_bytes = ins.offset;
8833                 em->ram_bytes = ins.offset;
8834                 em->flags |= EXTENT_FLAG_PREALLOC;
8835                 em->generation = trans->transid;
8836
8837                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
8838                 free_extent_map(em);
8839 next:
8840                 num_bytes -= ins.offset;
8841                 cur_offset += ins.offset;
8842                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
8843
8844                 inode_inc_iversion(inode);
8845                 inode_set_ctime_current(inode);
8846                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
8847                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
8848                     (actual_len > inode->i_size) &&
8849                     (cur_offset > inode->i_size)) {
8850                         if (cur_offset > actual_len)
8851                                 i_size = actual_len;
8852                         else
8853                                 i_size = cur_offset;
8854                         i_size_write(inode, i_size);
8855                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8856                 }
8857
8858                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
8859
8860                 if (ret) {
8861                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8862                         if (own_trans)
8863                                 btrfs_end_transaction(trans);
8864                         break;
8865                 }
8866
8867                 if (own_trans) {
8868                         btrfs_end_transaction(trans);
8869                         trans = NULL;
8870                 }
8871         }
8872         if (clear_offset < end)
8873                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
8874                         end - clear_offset + 1);
8875         return ret;
8876 }
8877
8878 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
8879                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
8880                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
8881 {
8882         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
8883                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
8884                                            NULL);
8885 }
8886
8887 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
8888                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
8889                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
8890                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
8891 {
8892         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
8893                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
8894 }
8895
8896 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
8897                             struct inode *inode, int mask)
8898 {
8899         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8900         umode_t mode = inode->i_mode;
8901
8902         if (mask & MAY_WRITE &&
8903             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
8904                 if (btrfs_root_readonly(root))
8905                         return -EROFS;
8906                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
8907                         return -EACCES;
8908         }
8909         return generic_permission(idmap, inode, mask);
8910 }
8911
8912 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
8913                          struct file *file, umode_t mode)
8914 {
8915         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
8916         struct btrfs_trans_handle *trans;
8917         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
8918         struct inode *inode;
8919         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
8920                 .dir = dir,
8921                 .dentry = file->f_path.dentry,
8922                 .orphan = true,
8923         };
8924         unsigned int trans_num_items;
8925         int ret;
8926
8927         inode = new_inode(dir->i_sb);
8928         if (!inode)
8929                 return -ENOMEM;
8930         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
8931         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
8932         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
8933         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
8934
8935         new_inode_args.inode = inode;
8936         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
8937         if (ret)
8938                 goto out_inode;
8939
8940         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8941         if (IS_ERR(trans)) {
8942                 ret = PTR_ERR(trans);
8943                 goto out_new_inode_args;
8944         }
8945
8946         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
8947
8948         /*
8949          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
8950          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
8951          * 0, through:
8952          *
8953          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
8954          */
8955         set_nlink(inode, 1);
8956
8957         if (!ret) {
8958                 d_tmpfile(file, inode);
8959                 unlock_new_inode(inode);
8960                 mark_inode_dirty(inode);
8961         }
8962
8963         btrfs_end_transaction(trans);
8964         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8965 out_new_inode_args:
8966         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
8967 out_inode:
8968         if (ret)
8969                 iput(inode);
8970         return finish_open_simple(file, ret);
8971 }
8972
8973 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
8974 {
8975         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8976         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
8977         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
8978         struct folio *folio;
8979         u32 len;
8980
8981         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
8982         len = end + 1 - start;
8983         while (index <= end_index) {
8984                 folio = __filemap_get_folio(inode->vfs_inode.i_mapping, index, 0, 0);
8985                 ASSERT(!IS_ERR(folio)); /* folios should be in the extent_io_tree */
8986
8987                 /* This is for data, which doesn't yet support larger folio. */
8988                 ASSERT(folio_order(folio) == 0);
8989                 btrfs_folio_set_writeback(fs_info, folio, start, len);
8990                 folio_put(folio);
8991                 index++;
8992         }
8993 }
8994
8995 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
8996                                              int compress_type)
8997 {
8998         switch (compress_type) {
8999         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9000                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9001         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9002                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9003         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9004                 /*
9005                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9006                  * sector size that we support.
9007                  */
9008                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9009                         return -EINVAL;
9010                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9011                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9012         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9013                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9014         default:
9015                 return -EUCLEAN;
9016         }
9017 }
9018
9019 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9020                                 struct kiocb *iocb,
9021                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9022                                 u64 lockend,
9023                                 struct extent_state **cached_state,
9024                                 u64 extent_start, size_t count,
9025                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9026                                 bool *unlocked)
9027 {
9028         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9029         struct btrfs_root *root = inode->root;
9030         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9031         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9032         struct btrfs_path *path;
9033         struct extent_buffer *leaf;
9034         struct btrfs_file_extent_item *item;
9035         u64 ram_bytes;
9036         unsigned long ptr;
9037         void *tmp;
9038         ssize_t ret;
9039
9040         path = btrfs_alloc_path();
9041         if (!path) {
9042                 ret = -ENOMEM;
9043                 goto out;
9044         }
9045         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9046                                        extent_start, 0);
9047         if (ret) {
9048                 if (ret > 0) {
9049                         /* The extent item disappeared? */
9050                         ret = -EIO;
9051                 }
9052                 goto out;
9053         }
9054         leaf = path->nodes[0];
9055         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9056
9057         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9058         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9059
9060         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9061                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9062         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9063                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9064         if (ret < 0)
9065                 goto out;
9066         encoded->compression = ret;
9067         if (encoded->compression) {
9068                 size_t inline_size;
9069
9070                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9071                                                                 path->slots[0]);
9072                 if (inline_size > count) {
9073                         ret = -ENOBUFS;
9074                         goto out;
9075                 }
9076                 count = inline_size;
9077                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9078                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9079         } else {
9080                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9081                 encoded->len = count;
9082                 encoded->unencoded_len = count;
9083                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9084         }
9085
9086         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9087         if (!tmp) {
9088                 ret = -ENOMEM;
9089                 goto out;
9090         }
9091         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9092         btrfs_release_path(path);
9093         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9094         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9095         *unlocked = true;
9096
9097         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9098         if (ret != count)
9099                 ret = -EFAULT;
9100         kfree(tmp);
9101 out:
9102         btrfs_free_path(path);
9103         return ret;
9104 }
9105
9106 struct btrfs_encoded_read_private {
9107         wait_queue_head_t wait;
9108         atomic_t pending;
9109         blk_status_t status;
9110 };
9111
9112 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9113 {
9114         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9115
9116         if (bbio->bio.bi_status) {
9117                 /*
9118                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9119                  * pairs with the memory barrier implied by the
9120                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9121                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9122                  * write is observed before the load of status in
9123                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9124                  */
9125                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9126         }
9127         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9128                 wake_up(&priv->wait);
9129         bio_put(&bbio->bio);
9130 }
9131
9132 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9133                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9134                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9135 {
9136         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9137         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9138                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9139         };
9140         unsigned long i = 0;
9141         struct btrfs_bio *bbio;
9142
9143         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9144
9145         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9146                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9147         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9148         bbio->inode = inode;
9149
9150         do {
9151                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
9152
9153                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9154                         atomic_inc(&priv.pending);
9155                         btrfs_submit_bbio(bbio, 0);
9156
9157                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9158                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9159                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9160                         bbio->inode = inode;
9161                         continue;
9162                 }
9163
9164                 i++;
9165                 disk_bytenr += bytes;
9166                 disk_io_size -= bytes;
9167         } while (disk_io_size);
9168
9169         atomic_inc(&priv.pending);
9170         btrfs_submit_bbio(bbio, 0);
9171
9172         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9173                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9174         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9175         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9176 }
9177
9178 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9179                                           struct iov_iter *iter,
9180                                           u64 start, u64 lockend,
9181                                           struct extent_state **cached_state,
9182                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9183                                           size_t count, bool compressed,
9184                                           bool *unlocked)
9185 {
9186         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9187         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9188         struct page **pages;
9189         unsigned long nr_pages, i;
9190         u64 cur;
9191         size_t page_offset;
9192         ssize_t ret;
9193
9194         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
9195         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
9196         if (!pages)
9197                 return -ENOMEM;
9198         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages, false);
9199         if (ret) {
9200                 ret = -ENOMEM;
9201                 goto out;
9202                 }
9203
9204         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
9205                                                     disk_io_size, pages);
9206         if (ret)
9207                 goto out;
9208
9209         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9210         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9211         *unlocked = true;
9212
9213         if (compressed) {
9214                 i = 0;
9215                 page_offset = 0;
9216         } else {
9217                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
9218                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
9219         }
9220         cur = 0;
9221         while (cur < count) {
9222                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
9223                                      PAGE_SIZE - page_offset);
9224
9225                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
9226                                       iter) != bytes) {
9227                         ret = -EFAULT;
9228                         goto out;
9229                 }
9230                 i++;
9231                 cur += bytes;
9232                 page_offset = 0;
9233         }
9234         ret = count;
9235 out:
9236         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
9237                 if (pages[i])
9238                         __free_page(pages[i]);
9239         }
9240         kfree(pages);
9241         return ret;
9242 }
9243
9244 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
9245                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
9246 {
9247         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9248         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9249         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9250         ssize_t ret;
9251         size_t count = iov_iter_count(iter);
9252         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
9253         struct extent_state *cached_state = NULL;
9254         struct extent_map *em;
9255         bool unlocked = false;
9256
9257         file_accessed(iocb->ki_filp);
9258
9259         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9260
9261         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
9262                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9263                 return 0;
9264         }
9265         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
9266         /*
9267          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
9268          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
9269          */
9270         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
9271
9272         for (;;) {
9273                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
9274
9275                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, start,
9276                                                lockend - start + 1);
9277                 if (ret)
9278                         goto out_unlock_inode;
9279                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
9280                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
9281                                                      lockend - start + 1);
9282                 if (!ordered)
9283                         break;
9284                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
9285                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
9286                 cond_resched();
9287         }
9288
9289         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, start, lockend - start + 1);
9290         if (IS_ERR(em)) {
9291                 ret = PTR_ERR(em);
9292                 goto out_unlock_extent;
9293         }
9294
9295         if (em->disk_bytenr == EXTENT_MAP_INLINE) {
9296                 u64 extent_start = em->start;
9297
9298                 /*
9299                  * For inline extents we get everything we need out of the
9300                  * extent item.
9301                  */
9302                 free_extent_map(em);
9303                 em = NULL;
9304                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
9305                                                 &cached_state, extent_start,
9306                                                 count, encoded, &unlocked);
9307                 goto out;
9308         }
9309
9310         /*
9311          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
9312          * that.
9313          */
9314         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
9315                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9316         if (em->disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE ||
9317             (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
9318                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
9319                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9320                 encoded->len = count;
9321                 encoded->unencoded_len = count;
9322         } else if (extent_map_is_compressed(em)) {
9323                 disk_bytenr = em->disk_bytenr;
9324                 /*
9325                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
9326                  * compressed extent.
9327                  */
9328                 if (em->disk_num_bytes > count) {
9329                         ret = -ENOBUFS;
9330                         goto out_em;
9331                 }
9332                 disk_io_size = em->disk_num_bytes;
9333                 count = em->disk_num_bytes;
9334                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
9335                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - (em->start - em->offset);
9336                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9337                                                                extent_map_compression(em));
9338                 if (ret < 0)
9339                         goto out_em;
9340                 encoded->compression = ret;
9341         } else {
9342                 disk_bytenr = extent_map_block_start(em) + (start - em->start);
9343                 if (encoded->len > count)
9344                         encoded->len = count;
9345                 /*
9346                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
9347                  * allocations that we'll do.
9348                  */
9349                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
9350                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
9351                 encoded->len = count;
9352                 encoded->unencoded_len = count;
9353                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
9354         }
9355         free_extent_map(em);
9356         em = NULL;
9357
9358         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
9359                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
9360                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9361                 unlocked = true;
9362                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
9363                 if (ret != count)
9364                         ret = -EFAULT;
9365         } else {
9366                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
9367                                                  &cached_state, disk_bytenr,
9368                                                  disk_io_size, count,
9369                                                  encoded->compression,
9370                                                  &unlocked);
9371         }
9372
9373 out:
9374         if (ret >= 0)
9375                 iocb->ki_pos += encoded->len;
9376 out_em:
9377         free_extent_map(em);
9378 out_unlock_extent:
9379         if (!unlocked)
9380                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
9381 out_unlock_inode:
9382         if (!unlocked)
9383                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9384         return ret;
9385 }
9386
9387 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
9388                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
9389 {
9390         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9391         struct btrfs_root *root = inode->root;
9392         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9393         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9394         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
9395         struct extent_state *cached_state = NULL;
9396         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
9397         struct btrfs_file_extent file_extent;
9398         int compression;
9399         size_t orig_count;
9400         u64 start, end;
9401         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
9402         unsigned long nr_folios, i;
9403         struct folio **folios;
9404         struct btrfs_key ins;
9405         bool extent_reserved = false;
9406         struct extent_map *em;
9407         ssize_t ret;
9408
9409         switch (encoded->compression) {
9410         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
9411                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
9412                 break;
9413         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
9414                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
9415                 break;
9416         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
9417         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
9418         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
9419         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
9420         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
9421                 /* The sector size must match for LZO. */
9422                 if (encoded->compression -
9423                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
9424                     fs_info->sectorsize_bits)
9425                         return -EINVAL;
9426                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
9427                 break;
9428         default:
9429                 return -EINVAL;
9430         }
9431         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
9432                 return -EINVAL;
9433
9434         /*
9435          * Compressed extents should always have checksums, so error out if we
9436          * have a NOCOW file or inode was created while mounted with NODATASUM.
9437          */
9438         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
9439                 return -EINVAL;
9440
9441         orig_count = iov_iter_count(from);
9442
9443         /* The extent size must be sane. */
9444         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
9445             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
9446                 return -EINVAL;
9447
9448         /*
9449          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
9450          *
9451          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
9452          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
9453          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
9454          * extents.
9455          *
9456          * Note that this is less strict than the current check we have that the
9457          * compressed data must be at least one sector smaller than the
9458          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
9459          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
9460          */
9461         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
9462                 return -EINVAL;
9463
9464         /* The extent must start on a sector boundary. */
9465         start = iocb->ki_pos;
9466         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
9467                 return -EINVAL;
9468
9469         /*
9470          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
9471          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
9472          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
9473          */
9474         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
9475             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
9476                 return -EINVAL;
9477
9478         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
9479         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
9480                 return -EINVAL;
9481
9482         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
9483         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
9484         end = start + num_bytes - 1;
9485
9486         /*
9487          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
9488          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
9489          * isn't.
9490          */
9491         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
9492         nr_folios = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
9493         folios = kvcalloc(nr_folios, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
9494         if (!folios)
9495                 return -ENOMEM;
9496         for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
9497                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
9498                 char *kaddr;
9499
9500                 folios[i] = folio_alloc(GFP_KERNEL_ACCOUNT, 0);
9501                 if (!folios[i]) {
9502                         ret = -ENOMEM;
9503                         goto out_folios;
9504                 }
9505                 kaddr = kmap_local_folio(folios[i], 0);
9506                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
9507                         kunmap_local(kaddr);
9508                         ret = -EFAULT;
9509                         goto out_folios;
9510                 }
9511                 if (bytes < PAGE_SIZE)
9512                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
9513                 kunmap_local(kaddr);
9514         }
9515
9516         for (;;) {
9517                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
9518
9519                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, start, num_bytes);
9520                 if (ret)
9521                         goto out_folios;
9522                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
9523                                                     start >> PAGE_SHIFT,
9524                                                     end >> PAGE_SHIFT);
9525                 if (ret)
9526                         goto out_folios;
9527                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
9528                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
9529                 if (!ordered &&
9530                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
9531                         break;
9532                 if (ordered)
9533                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
9534                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
9535                 cond_resched();
9536         }
9537
9538         /*
9539          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
9540          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
9541          */
9542         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
9543         if (ret)
9544                 goto out_unlock;
9545         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
9546         if (ret)
9547                 goto out_free_data_space;
9548         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
9549                                               false);
9550         if (ret)
9551                 goto out_qgroup_free_data;
9552
9553         /* Try an inline extent first. */
9554         if (encoded->unencoded_len == encoded->len &&
9555             encoded->unencoded_offset == 0 &&
9556             can_cow_file_range_inline(inode, start, encoded->len, orig_count)) {
9557                 ret = __cow_file_range_inline(inode, start, encoded->len,
9558                                               orig_count, compression, folios[0],
9559                                               true);
9560                 if (ret <= 0) {
9561                         if (ret == 0)
9562                                 ret = orig_count;
9563                         goto out_delalloc_release;
9564                 }
9565         }
9566
9567         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
9568                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
9569         if (ret)
9570                 goto out_delalloc_release;
9571         extent_reserved = true;
9572
9573         file_extent.disk_bytenr = ins.objectid;
9574         file_extent.disk_num_bytes = ins.offset;
9575         file_extent.num_bytes = num_bytes;
9576         file_extent.ram_bytes = ram_bytes;
9577         file_extent.offset = encoded->unencoded_offset;
9578         file_extent.compression = compression;
9579         em = btrfs_create_io_em(inode, start, &file_extent, BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
9580         if (IS_ERR(em)) {
9581                 ret = PTR_ERR(em);
9582                 goto out_free_reserved;
9583         }
9584         free_extent_map(em);
9585
9586         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, &file_extent,
9587                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
9588                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED));
9589         if (IS_ERR(ordered)) {
9590                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
9591                 ret = PTR_ERR(ordered);
9592                 goto out_free_reserved;
9593         }
9594         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9595
9596         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
9597                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
9598
9599         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
9600
9601         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
9602
9603         btrfs_submit_compressed_write(ordered, folios, nr_folios, 0, false);
9604         ret = orig_count;
9605         goto out;
9606
9607 out_free_reserved:
9608         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9609         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
9610 out_delalloc_release:
9611         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
9612         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
9613 out_qgroup_free_data:
9614         if (ret < 0)
9615                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes, NULL);
9616 out_free_data_space:
9617         /*
9618          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
9619          * bytes_may_use.
9620          */
9621         if (!extent_reserved)
9622                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
9623 out_unlock:
9624         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
9625 out_folios:
9626         for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
9627                 if (folios[i])
9628                         folio_put(folios[i]);
9629         }
9630         kvfree(folios);
9631 out:
9632         if (ret >= 0)
9633                 iocb->ki_pos += encoded->len;
9634         return ret;
9635 }
9636
9637 #ifdef CONFIG_SWAP
9638 /*
9639  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
9640  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
9641  * negative errno on failure.
9642  */
9643 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
9644                                   bool is_block_group)
9645 {
9646         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
9647         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
9648         struct rb_node **p;
9649         struct rb_node *parent = NULL;
9650
9651         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
9652         if (!sp)
9653                 return -ENOMEM;
9654         sp->ptr = ptr;
9655         sp->inode = inode;
9656         sp->is_block_group = is_block_group;
9657         sp->bg_extent_count = 1;
9658
9659         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9660         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
9661         while (*p) {
9662                 parent = *p;
9663                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
9664                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
9665                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
9666                         p = &(*p)->rb_left;
9667                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
9668                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
9669                         p = &(*p)->rb_right;
9670                 } else {
9671                         if (is_block_group)
9672                                 entry->bg_extent_count++;
9673                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9674                         kfree(sp);
9675                         return 1;
9676                 }
9677         }
9678         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
9679         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
9680         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9681         return 0;
9682 }
9683
9684 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
9685 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
9686 {
9687         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
9688         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
9689         struct rb_node *node, *next;
9690
9691         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9692         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
9693         while (node) {
9694                 next = rb_next(node);
9695                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
9696                 if (sp->inode == inode) {
9697                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
9698                         if (sp->is_block_group) {
9699                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
9700                                                            sp->bg_extent_count);
9701                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
9702                         }
9703                         kfree(sp);
9704                 }
9705                 node = next;
9706         }
9707         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
9708 }
9709
9710 struct btrfs_swap_info {
9711         u64 start;
9712         u64 block_start;
9713         u64 block_len;
9714         u64 lowest_ppage;
9715         u64 highest_ppage;
9716         unsigned long nr_pages;
9717         int nr_extents;
9718 };
9719
9720 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
9721                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
9722 {
9723         unsigned long nr_pages;
9724         unsigned long max_pages;
9725         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
9726         int ret;
9727
9728         /*
9729          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
9730          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
9731          * the max size set in the swap header.
9732          */
9733         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
9734                 return 0;
9735
9736         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
9737         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
9738         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
9739
9740         if (first_ppage >= next_ppage)
9741                 return 0;
9742         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
9743         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
9744
9745         first_ppage_reported = first_ppage;
9746         if (bsi->start == 0)
9747                 first_ppage_reported++;
9748         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
9749                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
9750         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
9751                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
9752
9753         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
9754         if (ret < 0)
9755                 return ret;
9756         bsi->nr_extents += ret;
9757         bsi->nr_pages += nr_pages;
9758         return 0;
9759 }
9760
9761 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
9762 {
9763         struct inode *inode = file_inode(file);
9764
9765         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
9766         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
9767 }
9768
9769 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
9770                                sector_t *span)
9771 {
9772         struct inode *inode = file_inode(file);
9773         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9774         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9775         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
9776         struct extent_state *cached_state = NULL;
9777         struct extent_map *em = NULL;
9778         struct btrfs_chunk_map *map = NULL;
9779         struct btrfs_device *device = NULL;
9780         struct btrfs_swap_info bsi = {
9781                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
9782         };
9783         int ret = 0;
9784         u64 isize;
9785         u64 start;
9786
9787         /*
9788          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
9789          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
9790          * we don't really care.
9791          */
9792         ret = btrfs_wait_ordered_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
9793         if (ret)
9794                 return ret;
9795
9796         /*
9797          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
9798          */
9799         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
9800                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
9801                 return -EINVAL;
9802         }
9803         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
9804                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
9805                 return -EINVAL;
9806         }
9807         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
9808                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
9809                 return -EINVAL;
9810         }
9811
9812         /*
9813          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
9814          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
9815          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
9816          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
9817          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
9818          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
9819          * really worth the trouble to allow it.
9820          */
9821         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
9822                 btrfs_warn(fs_info,
9823            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
9824                 return -EBUSY;
9825         }
9826
9827         /*
9828          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
9829          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
9830          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
9831          * completes before the first write into the swap file after it is
9832          * activated, than that write would fallback to COW.
9833          */
9834         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
9835                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
9836                 btrfs_warn(fs_info,
9837            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
9838                 return -EINVAL;
9839         }
9840         /*
9841          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
9842          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
9843          * before walking the extents because we don't want a concurrent
9844          * snapshot to run after we've already checked the extents.
9845          *
9846          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
9847          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
9848          * activating the swapfile.
9849          */
9850         spin_lock(&root->root_item_lock);
9851         if (btrfs_root_dead(root)) {
9852                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
9853
9854                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
9855                 btrfs_warn(fs_info,
9856                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
9857                         btrfs_root_id(root));
9858                 return -EPERM;
9859         }
9860         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
9861         spin_unlock(&root->root_item_lock);
9862
9863         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
9864
9865         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
9866         start = 0;
9867         while (start < isize) {
9868                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
9869                 struct btrfs_block_group *bg;
9870                 u64 len = isize - start;
9871
9872                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, start, len);
9873                 if (IS_ERR(em)) {
9874                         ret = PTR_ERR(em);
9875                         goto out;
9876                 }
9877
9878                 if (em->disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
9879                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
9880                         ret = -EINVAL;
9881                         goto out;
9882                 }
9883                 if (em->disk_bytenr == EXTENT_MAP_INLINE) {
9884                         /*
9885                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
9886                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
9887                          * big enough to store more than the swap header, but in
9888                          * case something changes in the future, let's catch it
9889                          * here rather than later.
9890                          */
9891                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
9892                         ret = -EINVAL;
9893                         goto out;
9894                 }
9895                 if (extent_map_is_compressed(em)) {
9896                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
9897                         ret = -EINVAL;
9898                         goto out;
9899                 }
9900
9901                 logical_block_start = extent_map_block_start(em) + (start - em->start);
9902                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
9903                 free_extent_map(em);
9904                 em = NULL;
9905
9906                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, false, true);
9907                 if (ret < 0) {
9908                         goto out;
9909                 } else if (ret) {
9910                         ret = 0;
9911                 } else {
9912                         btrfs_warn(fs_info,
9913                                    "swapfile must not be copy-on-write");
9914                         ret = -EINVAL;
9915                         goto out;
9916                 }
9917
9918                 map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
9919                 if (IS_ERR(map)) {
9920                         ret = PTR_ERR(map);
9921                         goto out;
9922                 }
9923
9924                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
9925                         btrfs_warn(fs_info,
9926                                    "swapfile must have single data profile");
9927                         ret = -EINVAL;
9928                         goto out;
9929                 }
9930
9931                 if (device == NULL) {
9932                         device = map->stripes[0].dev;
9933                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
9934                         if (ret == 1)
9935                                 ret = 0;
9936                         else if (ret)
9937                                 goto out;
9938                 } else if (device != map->stripes[0].dev) {
9939                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
9940                         ret = -EINVAL;
9941                         goto out;
9942                 }
9943
9944                 physical_block_start = (map->stripes[0].physical +
9945                                         (logical_block_start - map->start));
9946                 len = min(len, map->chunk_len - (logical_block_start - map->start));
9947                 btrfs_free_chunk_map(map);
9948                 map = NULL;
9949
9950                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
9951                 if (!bg) {
9952                         btrfs_warn(fs_info,
9953                            "could not find block group containing swapfile");
9954                         ret = -EINVAL;
9955                         goto out;
9956                 }
9957
9958                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
9959                         btrfs_warn(fs_info,
9960                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
9961                            bg->start,
9962                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
9963                                        " (scrub running)" : "");
9964                         btrfs_put_block_group(bg);
9965                         ret = -EINVAL;
9966                         goto out;
9967                 }
9968
9969                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
9970                 if (ret) {
9971                         btrfs_put_block_group(bg);
9972                         if (ret == 1)
9973                                 ret = 0;
9974                         else
9975                                 goto out;
9976                 }
9977
9978                 if (bsi.block_len &&
9979                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
9980                         bsi.block_len += len;
9981                 } else {
9982                         if (bsi.block_len) {
9983                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
9984                                 if (ret)
9985                                         goto out;
9986                         }
9987                         bsi.start = start;
9988                         bsi.block_start = physical_block_start;
9989                         bsi.block_len = len;
9990                 }
9991
9992                 start += len;
9993         }
9994
9995         if (bsi.block_len)
9996                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
9997
9998 out:
9999         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10000                 free_extent_map(em);
10001         if (!IS_ERR_OR_NULL(map))
10002                 btrfs_free_chunk_map(map);
10003
10004         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10005
10006         if (ret)
10007                 btrfs_swap_deactivate(file);
10008
10009         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10010
10011         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10012
10013         if (ret)
10014                 return ret;
10015
10016         if (device)
10017                 sis->bdev = device->bdev;
10018         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10019         sis->max = bsi.nr_pages;
10020         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10021         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10022         return bsi.nr_extents;
10023 }
10024 #else
10025 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10026 {
10027 }
10028
10029 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10030                                sector_t *span)
10031 {
10032         return -EOPNOTSUPP;
10033 }
10034 #endif
10035
10036 /*
10037  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10038  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10039  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10040  * always get a correct value.
10041  */
10042 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10043                               const u64 add_bytes,
10044                               const u64 del_bytes)
10045 {
10046         if (add_bytes == del_bytes)
10047                 return;
10048
10049         spin_lock(&inode->lock);
10050         if (del_bytes > 0)
10051                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10052         if (add_bytes > 0)
10053                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10054         spin_unlock(&inode->lock);
10055 }
10056
10057 /*
10058  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10059  *
10060  * @inode:   The target inode.
10061  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10062  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10063  *           sector size aligned.
10064  *
10065  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10066  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10067  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10068  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10069  * the inode's io_tree.
10070  */
10071 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10072 {
10073         struct btrfs_root *root = inode->root;
10074         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10075
10076         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10077                 return;
10078
10079         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10080         if (ordered) {
10081                 btrfs_err(root->fs_info,
10082 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10083                           start, end, btrfs_ino(inode), btrfs_root_id(root),
10084                           ordered->file_offset,
10085                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10086                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10087         }
10088
10089         ASSERT(ordered == NULL);
10090 }
10091
10092 /*
10093  * Find the first inode with a minimum number.
10094  *
10095  * @root:       The root to search for.
10096  * @min_ino:    The minimum inode number.
10097  *
10098  * Find the first inode in the @root with a number >= @min_ino and return it.
10099  * Returns NULL if no such inode found.
10100  */
10101 struct btrfs_inode *btrfs_find_first_inode(struct btrfs_root *root, u64 min_ino)
10102 {
10103         struct btrfs_inode *inode;
10104         unsigned long from = min_ino;
10105
10106         xa_lock(&root->inodes);
10107         while (true) {
10108                 inode = xa_find(&root->inodes, &from, ULONG_MAX, XA_PRESENT);
10109                 if (!inode)
10110                         break;
10111                 if (igrab(&inode->vfs_inode))
10112                         break;
10113
10114                 from = btrfs_ino(inode) + 1;
10115                 cond_resched_lock(&root->inodes.xa_lock);
10116         }
10117         xa_unlock(&root->inodes);
10118
10119         return inode;
10120 }
10121
10122 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10123         .getattr        = btrfs_getattr,
10124         .lookup         = btrfs_lookup,
10125         .create         = btrfs_create,
10126         .unlink         = btrfs_unlink,
10127         .link           = btrfs_link,
10128         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10129         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10130         .rename         = btrfs_rename2,
10131         .symlink        = btrfs_symlink,
10132         .setattr        = btrfs_setattr,
10133         .mknod          = btrfs_mknod,
10134         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10135         .permission     = btrfs_permission,
10136         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10137         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10138         .update_time    = btrfs_update_time,
10139         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10140         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10141         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10142 };
10143
10144 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10145         .llseek         = btrfs_dir_llseek,
10146         .read           = generic_read_dir,
10147         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10148         .open           = btrfs_opendir,
10149         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10150 #ifdef CONFIG_COMPAT
10151         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10152 #endif
10153         .release        = btrfs_release_file,
10154         .fsync          = btrfs_sync_file,
10155 };
10156
10157 /*
10158  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10159  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10160  * these extents won't change over the life of the file and they
10161  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10162  *
10163  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10164  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10165  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10166  *
10167  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10168  */
10169 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10170         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10171         .writepages     = btrfs_writepages,
10172         .readahead      = btrfs_readahead,
10173         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10174         .launder_folio  = btrfs_launder_folio,
10175         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10176         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10177         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10178         .error_remove_folio = generic_error_remove_folio,
10179         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10180         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10181 };
10182
10183 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10184         .getattr        = btrfs_getattr,
10185         .setattr        = btrfs_setattr,
10186         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10187         .permission     = btrfs_permission,
10188         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10189         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10190         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10191         .update_time    = btrfs_update_time,
10192         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10193         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10194 };
10195 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10196         .getattr        = btrfs_getattr,
10197         .setattr        = btrfs_setattr,
10198         .permission     = btrfs_permission,
10199         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10200         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10201         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10202         .update_time    = btrfs_update_time,
10203 };
10204 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10205         .get_link       = page_get_link,
10206         .getattr        = btrfs_getattr,
10207         .setattr        = btrfs_setattr,
10208         .permission     = btrfs_permission,
10209         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10210         .update_time    = btrfs_update_time,
10211 };
10212
10213 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10214         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10215 };
This page took 0.66265 seconds and 4 git commands to generate.