]> Git Repo - J-linux.git/blob - fs/btrfs/extent_io.c
HID: hid-sensor-custom: Fix big on-stack allocation in hid_sensor_custom_get_known()
[J-linux.git] / fs / btrfs / extent_io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/bio.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/page-flags.h>
9 #include <linux/sched/mm.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/blkdev.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/writeback.h>
14 #include <linux/pagevec.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/fsverity.h>
17 #include "misc.h"
18 #include "extent_io.h"
19 #include "extent-io-tree.h"
20 #include "extent_map.h"
21 #include "ctree.h"
22 #include "btrfs_inode.h"
23 #include "bio.h"
24 #include "check-integrity.h"
25 #include "locking.h"
26 #include "rcu-string.h"
27 #include "backref.h"
28 #include "disk-io.h"
29 #include "subpage.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "block-group.h"
32 #include "compression.h"
33 #include "fs.h"
34 #include "accessors.h"
35 #include "file-item.h"
36 #include "file.h"
37 #include "dev-replace.h"
38 #include "super.h"
39
40 static struct kmem_cache *extent_buffer_cache;
41
42 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
43 static inline void btrfs_leak_debug_add_eb(struct extent_buffer *eb)
44 {
45         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
46         unsigned long flags;
47
48         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
49         list_add(&eb->leak_list, &fs_info->allocated_ebs);
50         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
51 }
52
53 static inline void btrfs_leak_debug_del_eb(struct extent_buffer *eb)
54 {
55         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
56         unsigned long flags;
57
58         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
59         list_del(&eb->leak_list);
60         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
61 }
62
63 void btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(struct btrfs_fs_info *fs_info)
64 {
65         struct extent_buffer *eb;
66         unsigned long flags;
67
68         /*
69          * If we didn't get into open_ctree our allocated_ebs will not be
70          * initialized, so just skip this.
71          */
72         if (!fs_info->allocated_ebs.next)
73                 return;
74
75         WARN_ON(!list_empty(&fs_info->allocated_ebs));
76         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
77         while (!list_empty(&fs_info->allocated_ebs)) {
78                 eb = list_first_entry(&fs_info->allocated_ebs,
79                                       struct extent_buffer, leak_list);
80                 pr_err(
81         "BTRFS: buffer leak start %llu len %lu refs %d bflags %lu owner %llu\n",
82                        eb->start, eb->len, atomic_read(&eb->refs), eb->bflags,
83                        btrfs_header_owner(eb));
84                 list_del(&eb->leak_list);
85                 kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
86         }
87         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
88 }
89 #else
90 #define btrfs_leak_debug_add_eb(eb)                     do {} while (0)
91 #define btrfs_leak_debug_del_eb(eb)                     do {} while (0)
92 #endif
93
94 /*
95  * Structure to record info about the bio being assembled, and other info like
96  * how many bytes are there before stripe/ordered extent boundary.
97  */
98 struct btrfs_bio_ctrl {
99         struct bio *bio;
100         int mirror_num;
101         enum btrfs_compression_type compress_type;
102         u32 len_to_stripe_boundary;
103         u32 len_to_oe_boundary;
104         btrfs_bio_end_io_t end_io_func;
105
106         /*
107          * Tell writepage not to lock the state bits for this range, it still
108          * does the unlocking.
109          */
110         bool extent_locked;
111
112         /* Tell the submit_bio code to use REQ_SYNC */
113         bool sync_io;
114 };
115
116 static void submit_one_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
117 {
118         struct bio *bio;
119         struct bio_vec *bv;
120         struct btrfs_inode *inode;
121         int mirror_num;
122
123         if (!bio_ctrl->bio)
124                 return;
125
126         bio = bio_ctrl->bio;
127         bv = bio_first_bvec_all(bio);
128         inode = BTRFS_I(bv->bv_page->mapping->host);
129         mirror_num = bio_ctrl->mirror_num;
130
131         /* Caller should ensure the bio has at least some range added */
132         ASSERT(bio->bi_iter.bi_size);
133
134         btrfs_bio(bio)->file_offset = page_offset(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
135
136         if (!is_data_inode(&inode->vfs_inode))
137                 btrfs_submit_metadata_bio(inode, bio, mirror_num);
138         else if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
139                 btrfs_submit_data_write_bio(inode, bio, mirror_num);
140         else
141                 btrfs_submit_data_read_bio(inode, bio, mirror_num,
142                                            bio_ctrl->compress_type);
143
144         /* The bio is owned by the end_io handler now */
145         bio_ctrl->bio = NULL;
146 }
147
148 /*
149  * Submit or fail the current bio in the bio_ctrl structure.
150  */
151 static void submit_write_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl, int ret)
152 {
153         struct bio *bio = bio_ctrl->bio;
154
155         if (!bio)
156                 return;
157
158         if (ret) {
159                 ASSERT(ret < 0);
160                 btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), errno_to_blk_status(ret));
161                 /* The bio is owned by the end_io handler now */
162                 bio_ctrl->bio = NULL;
163         } else {
164                 submit_one_bio(bio_ctrl);
165         }
166 }
167
168 int __init extent_buffer_init_cachep(void)
169 {
170         extent_buffer_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_buffer",
171                         sizeof(struct extent_buffer), 0,
172                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
173         if (!extent_buffer_cache)
174                 return -ENOMEM;
175
176         return 0;
177 }
178
179 void __cold extent_buffer_free_cachep(void)
180 {
181         /*
182          * Make sure all delayed rcu free are flushed before we
183          * destroy caches.
184          */
185         rcu_barrier();
186         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
187 }
188
189 void extent_range_clear_dirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
190 {
191         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
192         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
193         struct page *page;
194
195         while (index <= end_index) {
196                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
197                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
198                 clear_page_dirty_for_io(page);
199                 put_page(page);
200                 index++;
201         }
202 }
203
204 void extent_range_redirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
205 {
206         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
207         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
208         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
209         struct folio *folio;
210
211         while (index <= end_index) {
212                 folio = filemap_get_folio(mapping, index);
213                 filemap_dirty_folio(mapping, folio);
214                 folio_account_redirty(folio);
215                 index += folio_nr_pages(folio);
216                 folio_put(folio);
217         }
218 }
219
220 /*
221  * Process one page for __process_pages_contig().
222  *
223  * Return >0 if we hit @page == @locked_page.
224  * Return 0 if we updated the page status.
225  * Return -EGAIN if the we need to try again.
226  * (For PAGE_LOCK case but got dirty page or page not belong to mapping)
227  */
228 static int process_one_page(struct btrfs_fs_info *fs_info,
229                             struct address_space *mapping,
230                             struct page *page, struct page *locked_page,
231                             unsigned long page_ops, u64 start, u64 end)
232 {
233         u32 len;
234
235         ASSERT(end + 1 - start != 0 && end + 1 - start < U32_MAX);
236         len = end + 1 - start;
237
238         if (page_ops & PAGE_SET_ORDERED)
239                 btrfs_page_clamp_set_ordered(fs_info, page, start, len);
240         if (page_ops & PAGE_SET_ERROR)
241                 btrfs_page_clamp_set_error(fs_info, page, start, len);
242         if (page_ops & PAGE_START_WRITEBACK) {
243                 btrfs_page_clamp_clear_dirty(fs_info, page, start, len);
244                 btrfs_page_clamp_set_writeback(fs_info, page, start, len);
245         }
246         if (page_ops & PAGE_END_WRITEBACK)
247                 btrfs_page_clamp_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
248
249         if (page == locked_page)
250                 return 1;
251
252         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
253                 int ret;
254
255                 ret = btrfs_page_start_writer_lock(fs_info, page, start, len);
256                 if (ret)
257                         return ret;
258                 if (!PageDirty(page) || page->mapping != mapping) {
259                         btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
260                         return -EAGAIN;
261                 }
262         }
263         if (page_ops & PAGE_UNLOCK)
264                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
265         return 0;
266 }
267
268 static int __process_pages_contig(struct address_space *mapping,
269                                   struct page *locked_page,
270                                   u64 start, u64 end, unsigned long page_ops,
271                                   u64 *processed_end)
272 {
273         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(mapping->host->i_sb);
274         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
275         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
276         pgoff_t index = start_index;
277         unsigned long pages_processed = 0;
278         struct folio_batch fbatch;
279         int err = 0;
280         int i;
281
282         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
283                 ASSERT(page_ops == PAGE_LOCK);
284                 ASSERT(processed_end && *processed_end == start);
285         }
286
287         if ((page_ops & PAGE_SET_ERROR) && start_index <= end_index)
288                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
289
290         folio_batch_init(&fbatch);
291         while (index <= end_index) {
292                 int found_folios;
293
294                 found_folios = filemap_get_folios_contig(mapping, &index,
295                                 end_index, &fbatch);
296
297                 if (found_folios == 0) {
298                         /*
299                          * Only if we're going to lock these pages, we can find
300                          * nothing at @index.
301                          */
302                         ASSERT(page_ops & PAGE_LOCK);
303                         err = -EAGAIN;
304                         goto out;
305                 }
306
307                 for (i = 0; i < found_folios; i++) {
308                         int process_ret;
309                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
310                         process_ret = process_one_page(fs_info, mapping,
311                                         &folio->page, locked_page, page_ops,
312                                         start, end);
313                         if (process_ret < 0) {
314                                 err = -EAGAIN;
315                                 folio_batch_release(&fbatch);
316                                 goto out;
317                         }
318                         pages_processed += folio_nr_pages(folio);
319                 }
320                 folio_batch_release(&fbatch);
321                 cond_resched();
322         }
323 out:
324         if (err && processed_end) {
325                 /*
326                  * Update @processed_end. I know this is awful since it has
327                  * two different return value patterns (inclusive vs exclusive).
328                  *
329                  * But the exclusive pattern is necessary if @start is 0, or we
330                  * underflow and check against processed_end won't work as
331                  * expected.
332                  */
333                 if (pages_processed)
334                         *processed_end = min(end,
335                         ((u64)(start_index + pages_processed) << PAGE_SHIFT) - 1);
336                 else
337                         *processed_end = start;
338         }
339         return err;
340 }
341
342 static noinline void __unlock_for_delalloc(struct inode *inode,
343                                            struct page *locked_page,
344                                            u64 start, u64 end)
345 {
346         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
347         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
348
349         ASSERT(locked_page);
350         if (index == locked_page->index && end_index == index)
351                 return;
352
353         __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, start, end,
354                                PAGE_UNLOCK, NULL);
355 }
356
357 static noinline int lock_delalloc_pages(struct inode *inode,
358                                         struct page *locked_page,
359                                         u64 delalloc_start,
360                                         u64 delalloc_end)
361 {
362         unsigned long index = delalloc_start >> PAGE_SHIFT;
363         unsigned long end_index = delalloc_end >> PAGE_SHIFT;
364         u64 processed_end = delalloc_start;
365         int ret;
366
367         ASSERT(locked_page);
368         if (index == locked_page->index && index == end_index)
369                 return 0;
370
371         ret = __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, delalloc_start,
372                                      delalloc_end, PAGE_LOCK, &processed_end);
373         if (ret == -EAGAIN && processed_end > delalloc_start)
374                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page, delalloc_start,
375                                       processed_end);
376         return ret;
377 }
378
379 /*
380  * Find and lock a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, no
381  * more than @max_bytes.
382  *
383  * @start:      The original start bytenr to search.
384  *              Will store the extent range start bytenr.
385  * @end:        The original end bytenr of the search range
386  *              Will store the extent range end bytenr.
387  *
388  * Return true if we find a delalloc range which starts inside the original
389  * range, and @start/@end will store the delalloc range start/end.
390  *
391  * Return false if we can't find any delalloc range which starts inside the
392  * original range, and @start/@end will be the non-delalloc range start/end.
393  */
394 EXPORT_FOR_TESTS
395 noinline_for_stack bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
396                                     struct page *locked_page, u64 *start,
397                                     u64 *end)
398 {
399         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
400         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
401         const u64 orig_start = *start;
402         const u64 orig_end = *end;
403         /* The sanity tests may not set a valid fs_info. */
404         u64 max_bytes = fs_info ? fs_info->max_extent_size : BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
405         u64 delalloc_start;
406         u64 delalloc_end;
407         bool found;
408         struct extent_state *cached_state = NULL;
409         int ret;
410         int loops = 0;
411
412         /* Caller should pass a valid @end to indicate the search range end */
413         ASSERT(orig_end > orig_start);
414
415         /* The range should at least cover part of the page */
416         ASSERT(!(orig_start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE ||
417                  orig_end <= page_offset(locked_page)));
418 again:
419         /* step one, find a bunch of delalloc bytes starting at start */
420         delalloc_start = *start;
421         delalloc_end = 0;
422         found = btrfs_find_delalloc_range(tree, &delalloc_start, &delalloc_end,
423                                           max_bytes, &cached_state);
424         if (!found || delalloc_end <= *start || delalloc_start > orig_end) {
425                 *start = delalloc_start;
426
427                 /* @delalloc_end can be -1, never go beyond @orig_end */
428                 *end = min(delalloc_end, orig_end);
429                 free_extent_state(cached_state);
430                 return false;
431         }
432
433         /*
434          * start comes from the offset of locked_page.  We have to lock
435          * pages in order, so we can't process delalloc bytes before
436          * locked_page
437          */
438         if (delalloc_start < *start)
439                 delalloc_start = *start;
440
441         /*
442          * make sure to limit the number of pages we try to lock down
443          */
444         if (delalloc_end + 1 - delalloc_start > max_bytes)
445                 delalloc_end = delalloc_start + max_bytes - 1;
446
447         /* step two, lock all the pages after the page that has start */
448         ret = lock_delalloc_pages(inode, locked_page,
449                                   delalloc_start, delalloc_end);
450         ASSERT(!ret || ret == -EAGAIN);
451         if (ret == -EAGAIN) {
452                 /* some of the pages are gone, lets avoid looping by
453                  * shortening the size of the delalloc range we're searching
454                  */
455                 free_extent_state(cached_state);
456                 cached_state = NULL;
457                 if (!loops) {
458                         max_bytes = PAGE_SIZE;
459                         loops = 1;
460                         goto again;
461                 } else {
462                         found = false;
463                         goto out_failed;
464                 }
465         }
466
467         /* step three, lock the state bits for the whole range */
468         lock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end, &cached_state);
469
470         /* then test to make sure it is all still delalloc */
471         ret = test_range_bit(tree, delalloc_start, delalloc_end,
472                              EXTENT_DELALLOC, 1, cached_state);
473         if (!ret) {
474                 unlock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end,
475                               &cached_state);
476                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page,
477                               delalloc_start, delalloc_end);
478                 cond_resched();
479                 goto again;
480         }
481         free_extent_state(cached_state);
482         *start = delalloc_start;
483         *end = delalloc_end;
484 out_failed:
485         return found;
486 }
487
488 void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
489                                   struct page *locked_page,
490                                   u32 clear_bits, unsigned long page_ops)
491 {
492         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits, NULL);
493
494         __process_pages_contig(inode->vfs_inode.i_mapping, locked_page,
495                                start, end, page_ops, NULL);
496 }
497
498 static int insert_failrec(struct btrfs_inode *inode,
499                           struct io_failure_record *failrec)
500 {
501         struct rb_node *exist;
502
503         spin_lock(&inode->io_failure_lock);
504         exist = rb_simple_insert(&inode->io_failure_tree, failrec->bytenr,
505                                  &failrec->rb_node);
506         spin_unlock(&inode->io_failure_lock);
507
508         return (exist == NULL) ? 0 : -EEXIST;
509 }
510
511 static struct io_failure_record *get_failrec(struct btrfs_inode *inode, u64 start)
512 {
513         struct rb_node *node;
514         struct io_failure_record *failrec = ERR_PTR(-ENOENT);
515
516         spin_lock(&inode->io_failure_lock);
517         node = rb_simple_search(&inode->io_failure_tree, start);
518         if (node)
519                 failrec = rb_entry(node, struct io_failure_record, rb_node);
520         spin_unlock(&inode->io_failure_lock);
521         return failrec;
522 }
523
524 static void free_io_failure(struct btrfs_inode *inode,
525                             struct io_failure_record *rec)
526 {
527         spin_lock(&inode->io_failure_lock);
528         rb_erase(&rec->rb_node, &inode->io_failure_tree);
529         spin_unlock(&inode->io_failure_lock);
530
531         kfree(rec);
532 }
533
534 static int next_mirror(const struct io_failure_record *failrec, int cur_mirror)
535 {
536         if (cur_mirror == failrec->num_copies)
537                 return cur_mirror + 1 - failrec->num_copies;
538         return cur_mirror + 1;
539 }
540
541 static int prev_mirror(const struct io_failure_record *failrec, int cur_mirror)
542 {
543         if (cur_mirror == 1)
544                 return failrec->num_copies;
545         return cur_mirror - 1;
546 }
547
548 /*
549  * each time an IO finishes, we do a fast check in the IO failure tree
550  * to see if we need to process or clean up an io_failure_record
551  */
552 int btrfs_clean_io_failure(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
553                            struct page *page, unsigned int pg_offset)
554 {
555         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
556         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
557         u64 ino = btrfs_ino(inode);
558         u64 locked_start, locked_end;
559         struct io_failure_record *failrec;
560         int mirror;
561         int ret;
562
563         failrec = get_failrec(inode, start);
564         if (IS_ERR(failrec))
565                 return 0;
566
567         BUG_ON(!failrec->this_mirror);
568
569         if (sb_rdonly(fs_info->sb))
570                 goto out;
571
572         ret = find_first_extent_bit(io_tree, failrec->bytenr, &locked_start,
573                                     &locked_end, EXTENT_LOCKED, NULL);
574         if (ret || locked_start > failrec->bytenr ||
575             locked_end < failrec->bytenr + failrec->len - 1)
576                 goto out;
577
578         mirror = failrec->this_mirror;
579         do {
580                 mirror = prev_mirror(failrec, mirror);
581                 btrfs_repair_io_failure(fs_info, ino, start, failrec->len,
582                                   failrec->logical, page, pg_offset, mirror);
583         } while (mirror != failrec->failed_mirror);
584
585 out:
586         free_io_failure(inode, failrec);
587         return 0;
588 }
589
590 /*
591  * Can be called when
592  * - hold extent lock
593  * - under ordered extent
594  * - the inode is freeing
595  */
596 void btrfs_free_io_failure_record(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
597 {
598         struct io_failure_record *failrec;
599         struct rb_node *node, *next;
600
601         if (RB_EMPTY_ROOT(&inode->io_failure_tree))
602                 return;
603
604         spin_lock(&inode->io_failure_lock);
605         node = rb_simple_search_first(&inode->io_failure_tree, start);
606         while (node) {
607                 failrec = rb_entry(node, struct io_failure_record, rb_node);
608                 if (failrec->bytenr > end)
609                         break;
610
611                 next = rb_next(node);
612                 rb_erase(&failrec->rb_node, &inode->io_failure_tree);
613                 kfree(failrec);
614
615                 node = next;
616         }
617         spin_unlock(&inode->io_failure_lock);
618 }
619
620 static struct io_failure_record *btrfs_get_io_failure_record(struct inode *inode,
621                                                              struct btrfs_bio *bbio,
622                                                              unsigned int bio_offset)
623 {
624         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
625         u64 start = bbio->file_offset + bio_offset;
626         struct io_failure_record *failrec;
627         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
628         int ret;
629
630         failrec = get_failrec(BTRFS_I(inode), start);
631         if (!IS_ERR(failrec)) {
632                 btrfs_debug(fs_info,
633         "Get IO Failure Record: (found) logical=%llu, start=%llu, len=%llu",
634                         failrec->logical, failrec->bytenr, failrec->len);
635                 /*
636                  * when data can be on disk more than twice, add to failrec here
637                  * (e.g. with a list for failed_mirror) to make
638                  * clean_io_failure() clean all those errors at once.
639                  */
640                 ASSERT(failrec->this_mirror == bbio->mirror_num);
641                 ASSERT(failrec->len == fs_info->sectorsize);
642                 return failrec;
643         }
644
645         failrec = kzalloc(sizeof(*failrec), GFP_NOFS);
646         if (!failrec)
647                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
648
649         RB_CLEAR_NODE(&failrec->rb_node);
650         failrec->bytenr = start;
651         failrec->len = sectorsize;
652         failrec->failed_mirror = bbio->mirror_num;
653         failrec->this_mirror = bbio->mirror_num;
654         failrec->logical = (bbio->iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) + bio_offset;
655
656         btrfs_debug(fs_info,
657                     "new io failure record logical %llu start %llu",
658                     failrec->logical, start);
659
660         failrec->num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, failrec->logical, sectorsize);
661         if (failrec->num_copies == 1) {
662                 /*
663                  * We only have a single copy of the data, so don't bother with
664                  * all the retry and error correction code that follows. No
665                  * matter what the error is, it is very likely to persist.
666                  */
667                 btrfs_debug(fs_info,
668                         "cannot repair logical %llu num_copies %d",
669                         failrec->logical, failrec->num_copies);
670                 kfree(failrec);
671                 return ERR_PTR(-EIO);
672         }
673
674         /* Set the bits in the private failure tree */
675         ret = insert_failrec(BTRFS_I(inode), failrec);
676         if (ret) {
677                 kfree(failrec);
678                 return ERR_PTR(ret);
679         }
680
681         return failrec;
682 }
683
684 int btrfs_repair_one_sector(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_bio *failed_bbio,
685                             u32 bio_offset, struct page *page, unsigned int pgoff,
686                             bool submit_buffered)
687 {
688         u64 start = failed_bbio->file_offset + bio_offset;
689         struct io_failure_record *failrec;
690         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
691         struct bio *failed_bio = &failed_bbio->bio;
692         const int icsum = bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits;
693         struct bio *repair_bio;
694         struct btrfs_bio *repair_bbio;
695
696         btrfs_debug(fs_info,
697                    "repair read error: read error at %llu", start);
698
699         BUG_ON(bio_op(failed_bio) == REQ_OP_WRITE);
700
701         failrec = btrfs_get_io_failure_record(&inode->vfs_inode, failed_bbio, bio_offset);
702         if (IS_ERR(failrec))
703                 return PTR_ERR(failrec);
704
705         /*
706          * There are two premises:
707          * a) deliver good data to the caller
708          * b) correct the bad sectors on disk
709          *
710          * Since we're only doing repair for one sector, we only need to get
711          * a good copy of the failed sector and if we succeed, we have setup
712          * everything for btrfs_repair_io_failure to do the rest for us.
713          */
714         failrec->this_mirror = next_mirror(failrec, failrec->this_mirror);
715         if (failrec->this_mirror == failrec->failed_mirror) {
716                 btrfs_debug(fs_info,
717                         "failed to repair num_copies %d this_mirror %d failed_mirror %d",
718                         failrec->num_copies, failrec->this_mirror, failrec->failed_mirror);
719                 free_io_failure(inode, failrec);
720                 return -EIO;
721         }
722
723         repair_bio = btrfs_bio_alloc(1, REQ_OP_READ, failed_bbio->end_io,
724                                      failed_bbio->private);
725         repair_bbio = btrfs_bio(repair_bio);
726         repair_bbio->file_offset = start;
727         repair_bio->bi_iter.bi_sector = failrec->logical >> 9;
728
729         if (failed_bbio->csum) {
730                 const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
731
732                 repair_bbio->csum = repair_bbio->csum_inline;
733                 memcpy(repair_bbio->csum,
734                        failed_bbio->csum + csum_size * icsum, csum_size);
735         }
736
737         bio_add_page(repair_bio, page, failrec->len, pgoff);
738         repair_bbio->iter = repair_bio->bi_iter;
739
740         btrfs_debug(fs_info,
741                     "repair read error: submitting new read to mirror %d",
742                     failrec->this_mirror);
743
744         /*
745          * At this point we have a bio, so any errors from bio submission will
746          * be handled by the endio on the repair_bio, so we can't return an
747          * error here.
748          */
749         if (submit_buffered)
750                 btrfs_submit_data_read_bio(inode, repair_bio,
751                                            failrec->this_mirror, 0);
752         else
753                 btrfs_submit_dio_repair_bio(inode, repair_bio, failrec->this_mirror);
754
755         return BLK_STS_OK;
756 }
757
758 static void end_page_read(struct page *page, bool uptodate, u64 start, u32 len)
759 {
760         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
761
762         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
763                start + len <= page_offset(page) + PAGE_SIZE);
764
765         if (uptodate) {
766                 if (fsverity_active(page->mapping->host) &&
767                     !PageError(page) &&
768                     !PageUptodate(page) &&
769                     start < i_size_read(page->mapping->host) &&
770                     !fsverity_verify_page(page)) {
771                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
772                 } else {
773                         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
774                 }
775         } else {
776                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
777                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
778         }
779
780         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
781                 unlock_page(page);
782         else
783                 btrfs_subpage_end_reader(fs_info, page, start, len);
784 }
785
786 static void end_sector_io(struct page *page, u64 offset, bool uptodate)
787 {
788         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
789         const u32 sectorsize = inode->root->fs_info->sectorsize;
790
791         end_page_read(page, uptodate, offset, sectorsize);
792         unlock_extent(&inode->io_tree, offset, offset + sectorsize - 1, NULL);
793 }
794
795 static void submit_data_read_repair(struct inode *inode,
796                                     struct btrfs_bio *failed_bbio,
797                                     u32 bio_offset, const struct bio_vec *bvec,
798                                     unsigned int error_bitmap)
799 {
800         const unsigned int pgoff = bvec->bv_offset;
801         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
802         struct page *page = bvec->bv_page;
803         const u64 start = page_offset(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset;
804         const u64 end = start + bvec->bv_len - 1;
805         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
806         const int nr_bits = (end + 1 - start) >> fs_info->sectorsize_bits;
807         int i;
808
809         BUG_ON(bio_op(&failed_bbio->bio) == REQ_OP_WRITE);
810
811         /* This repair is only for data */
812         ASSERT(is_data_inode(inode));
813
814         /* We're here because we had some read errors or csum mismatch */
815         ASSERT(error_bitmap);
816
817         /*
818          * We only get called on buffered IO, thus page must be mapped and bio
819          * must not be cloned.
820          */
821         ASSERT(page->mapping && !bio_flagged(&failed_bbio->bio, BIO_CLONED));
822
823         /* Iterate through all the sectors in the range */
824         for (i = 0; i < nr_bits; i++) {
825                 const unsigned int offset = i * sectorsize;
826                 bool uptodate = false;
827                 int ret;
828
829                 if (!(error_bitmap & (1U << i))) {
830                         /*
831                          * This sector has no error, just end the page read
832                          * and unlock the range.
833                          */
834                         uptodate = true;
835                         goto next;
836                 }
837
838                 ret = btrfs_repair_one_sector(BTRFS_I(inode), failed_bbio,
839                                 bio_offset + offset, page, pgoff + offset,
840                                 true);
841                 if (!ret) {
842                         /*
843                          * We have submitted the read repair, the page release
844                          * will be handled by the endio function of the
845                          * submitted repair bio.
846                          * Thus we don't need to do any thing here.
847                          */
848                         continue;
849                 }
850                 /*
851                  * Continue on failed repair, otherwise the remaining sectors
852                  * will not be properly unlocked.
853                  */
854 next:
855                 end_sector_io(page, start + offset, uptodate);
856         }
857 }
858
859 /* lots and lots of room for performance fixes in the end_bio funcs */
860
861 void end_extent_writepage(struct page *page, int err, u64 start, u64 end)
862 {
863         struct btrfs_inode *inode;
864         const bool uptodate = (err == 0);
865         int ret = 0;
866
867         ASSERT(page && page->mapping);
868         inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
869         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, start, end, uptodate);
870
871         if (!uptodate) {
872                 const struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
873                 u32 len;
874
875                 ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
876                 len = end + 1 - start;
877
878                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
879                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
880                 ret = err < 0 ? err : -EIO;
881                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
882         }
883 }
884
885 /*
886  * after a writepage IO is done, we need to:
887  * clear the uptodate bits on error
888  * clear the writeback bits in the extent tree for this IO
889  * end_page_writeback if the page has no more pending IO
890  *
891  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
892  * to have one and only one object corresponding to this IO.
893  */
894 static void end_bio_extent_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
895 {
896         struct bio *bio = &bbio->bio;
897         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
898         struct bio_vec *bvec;
899         u64 start;
900         u64 end;
901         struct bvec_iter_all iter_all;
902         bool first_bvec = true;
903
904         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
905         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
906                 struct page *page = bvec->bv_page;
907                 struct inode *inode = page->mapping->host;
908                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
909                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
910
911                 /* Our read/write should always be sector aligned. */
912                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
913                         btrfs_err(fs_info,
914                 "partial page write in btrfs with offset %u and length %u",
915                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
916                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_len, sectorsize))
917                         btrfs_info(fs_info,
918                 "incomplete page write with offset %u and length %u",
919                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
920
921                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
922                 end = start + bvec->bv_len - 1;
923
924                 if (first_bvec) {
925                         btrfs_record_physical_zoned(inode, start, bio);
926                         first_bvec = false;
927                 }
928
929                 end_extent_writepage(page, error, start, end);
930
931                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, bvec->bv_len);
932         }
933
934         bio_put(bio);
935 }
936
937 /*
938  * Record previously processed extent range
939  *
940  * For endio_readpage_release_extent() to handle a full extent range, reducing
941  * the extent io operations.
942  */
943 struct processed_extent {
944         struct btrfs_inode *inode;
945         /* Start of the range in @inode */
946         u64 start;
947         /* End of the range in @inode */
948         u64 end;
949         bool uptodate;
950 };
951
952 /*
953  * Try to release processed extent range
954  *
955  * May not release the extent range right now if the current range is
956  * contiguous to processed extent.
957  *
958  * Will release processed extent when any of @inode, @uptodate, the range is
959  * no longer contiguous to the processed range.
960  *
961  * Passing @inode == NULL will force processed extent to be released.
962  */
963 static void endio_readpage_release_extent(struct processed_extent *processed,
964                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
965                               bool uptodate)
966 {
967         struct extent_state *cached = NULL;
968         struct extent_io_tree *tree;
969
970         /* The first extent, initialize @processed */
971         if (!processed->inode)
972                 goto update;
973
974         /*
975          * Contiguous to processed extent, just uptodate the end.
976          *
977          * Several things to notice:
978          *
979          * - bio can be merged as long as on-disk bytenr is contiguous
980          *   This means we can have page belonging to other inodes, thus need to
981          *   check if the inode still matches.
982          * - bvec can contain range beyond current page for multi-page bvec
983          *   Thus we need to do processed->end + 1 >= start check
984          */
985         if (processed->inode == inode && processed->uptodate == uptodate &&
986             processed->end + 1 >= start && end >= processed->end) {
987                 processed->end = end;
988                 return;
989         }
990
991         tree = &processed->inode->io_tree;
992         /*
993          * Now we don't have range contiguous to the processed range, release
994          * the processed range now.
995          */
996         unlock_extent(tree, processed->start, processed->end, &cached);
997
998 update:
999         /* Update processed to current range */
1000         processed->inode = inode;
1001         processed->start = start;
1002         processed->end = end;
1003         processed->uptodate = uptodate;
1004 }
1005
1006 static void begin_page_read(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
1007 {
1008         ASSERT(PageLocked(page));
1009         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
1010                 return;
1011
1012         ASSERT(PagePrivate(page));
1013         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Find extent buffer for a givne bytenr.
1018  *
1019  * This is for end_bio_extent_readpage(), thus we can't do any unsafe locking
1020  * in endio context.
1021  */
1022 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_readpage(
1023                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
1024 {
1025         struct extent_buffer *eb;
1026
1027         /*
1028          * For regular sectorsize, we can use page->private to grab extent
1029          * buffer
1030          */
1031         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
1032                 ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
1033                 return (struct extent_buffer *)page->private;
1034         }
1035
1036         /* For subpage case, we need to lookup buffer radix tree */
1037         rcu_read_lock();
1038         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
1039                                bytenr >> fs_info->sectorsize_bits);
1040         rcu_read_unlock();
1041         ASSERT(eb);
1042         return eb;
1043 }
1044
1045 /*
1046  * after a readpage IO is done, we need to:
1047  * clear the uptodate bits on error
1048  * set the uptodate bits if things worked
1049  * set the page up to date if all extents in the tree are uptodate
1050  * clear the lock bit in the extent tree
1051  * unlock the page if there are no other extents locked for it
1052  *
1053  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
1054  * to have one and only one object corresponding to this IO.
1055  */
1056 static void end_bio_extent_readpage(struct btrfs_bio *bbio)
1057 {
1058         struct bio *bio = &bbio->bio;
1059         struct bio_vec *bvec;
1060         struct processed_extent processed = { 0 };
1061         /*
1062          * The offset to the beginning of a bio, since one bio can never be
1063          * larger than UINT_MAX, u32 here is enough.
1064          */
1065         u32 bio_offset = 0;
1066         int mirror;
1067         struct bvec_iter_all iter_all;
1068
1069         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1070         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1071                 bool uptodate = !bio->bi_status;
1072                 struct page *page = bvec->bv_page;
1073                 struct inode *inode = page->mapping->host;
1074                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
1075                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
1076                 unsigned int error_bitmap = (unsigned int)-1;
1077                 bool repair = false;
1078                 u64 start;
1079                 u64 end;
1080                 u32 len;
1081
1082                 btrfs_debug(fs_info,
1083                         "end_bio_extent_readpage: bi_sector=%llu, err=%d, mirror=%u",
1084                         bio->bi_iter.bi_sector, bio->bi_status,
1085                         bbio->mirror_num);
1086
1087                 /*
1088                  * We always issue full-sector reads, but if some block in a
1089                  * page fails to read, blk_update_request() will advance
1090                  * bv_offset and adjust bv_len to compensate.  Print a warning
1091                  * for unaligned offsets, and an error if they don't add up to
1092                  * a full sector.
1093                  */
1094                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
1095                         btrfs_err(fs_info,
1096                 "partial page read in btrfs with offset %u and length %u",
1097                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
1098                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset + bvec->bv_len,
1099                                      sectorsize))
1100                         btrfs_info(fs_info,
1101                 "incomplete page read with offset %u and length %u",
1102                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
1103
1104                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
1105                 end = start + bvec->bv_len - 1;
1106                 len = bvec->bv_len;
1107
1108                 mirror = bbio->mirror_num;
1109                 if (likely(uptodate)) {
1110                         if (is_data_inode(inode)) {
1111                                 error_bitmap = btrfs_verify_data_csum(bbio,
1112                                                 bio_offset, page, start, end);
1113                                 if (error_bitmap)
1114                                         uptodate = false;
1115                         } else {
1116                                 if (btrfs_validate_metadata_buffer(bbio,
1117                                                 page, start, end, mirror))
1118                                         uptodate = false;
1119                         }
1120                 }
1121
1122                 if (likely(uptodate)) {
1123                         loff_t i_size = i_size_read(inode);
1124                         pgoff_t end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
1125
1126                         btrfs_clean_io_failure(BTRFS_I(inode), start, page, 0);
1127
1128                         /*
1129                          * Zero out the remaining part if this range straddles
1130                          * i_size.
1131                          *
1132                          * Here we should only zero the range inside the bvec,
1133                          * not touch anything else.
1134                          *
1135                          * NOTE: i_size is exclusive while end is inclusive.
1136                          */
1137                         if (page->index == end_index && i_size <= end) {
1138                                 u32 zero_start = max(offset_in_page(i_size),
1139                                                      offset_in_page(start));
1140
1141                                 zero_user_segment(page, zero_start,
1142                                                   offset_in_page(end) + 1);
1143                         }
1144                 } else if (is_data_inode(inode)) {
1145                         /*
1146                          * Only try to repair bios that actually made it to a
1147                          * device.  If the bio failed to be submitted mirror
1148                          * is 0 and we need to fail it without retrying.
1149                          *
1150                          * This also includes the high level bios for compressed
1151                          * extents - these never make it to a device and repair
1152                          * is already handled on the lower compressed bio.
1153                          */
1154                         if (mirror > 0)
1155                                 repair = true;
1156                 } else {
1157                         struct extent_buffer *eb;
1158
1159                         eb = find_extent_buffer_readpage(fs_info, page, start);
1160                         set_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
1161                         eb->read_mirror = mirror;
1162                         atomic_dec(&eb->io_pages);
1163                 }
1164
1165                 if (repair) {
1166                         /*
1167                          * submit_data_read_repair() will handle all the good
1168                          * and bad sectors, we just continue to the next bvec.
1169                          */
1170                         submit_data_read_repair(inode, bbio, bio_offset, bvec,
1171                                                 error_bitmap);
1172                 } else {
1173                         /* Update page status and unlock */
1174                         end_page_read(page, uptodate, start, len);
1175                         endio_readpage_release_extent(&processed, BTRFS_I(inode),
1176                                         start, end, PageUptodate(page));
1177                 }
1178
1179                 ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
1180                 bio_offset += len;
1181
1182         }
1183         /* Release the last extent */
1184         endio_readpage_release_extent(&processed, NULL, 0, 0, false);
1185         btrfs_bio_free_csum(bbio);
1186         bio_put(bio);
1187 }
1188
1189 /*
1190  * Populate every free slot in a provided array with pages.
1191  *
1192  * @nr_pages:   number of pages to allocate
1193  * @page_array: the array to fill with pages; any existing non-null entries in
1194  *              the array will be skipped
1195  *
1196  * Return: 0        if all pages were able to be allocated;
1197  *         -ENOMEM  otherwise, and the caller is responsible for freeing all
1198  *                  non-null page pointers in the array.
1199  */
1200 int btrfs_alloc_page_array(unsigned int nr_pages, struct page **page_array)
1201 {
1202         unsigned int allocated;
1203
1204         for (allocated = 0; allocated < nr_pages;) {
1205                 unsigned int last = allocated;
1206
1207                 allocated = alloc_pages_bulk_array(GFP_NOFS, nr_pages, page_array);
1208
1209                 if (allocated == nr_pages)
1210                         return 0;
1211
1212                 /*
1213                  * During this iteration, no page could be allocated, even
1214                  * though alloc_pages_bulk_array() falls back to alloc_page()
1215                  * if  it could not bulk-allocate. So we must be out of memory.
1216                  */
1217                 if (allocated == last)
1218                         return -ENOMEM;
1219
1220                 memalloc_retry_wait(GFP_NOFS);
1221         }
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Attempt to add a page to bio.
1227  *
1228  * @bio_ctrl:       record both the bio, and its bio_flags
1229  * @page:           page to add to the bio
1230  * @disk_bytenr:    offset of the new bio or to check whether we are adding
1231  *                  a contiguous page to the previous one
1232  * @size:           portion of page that we want to write
1233  * @pg_offset:      starting offset in the page
1234  * @compress_type:  compression type of the current bio to see if we can merge them
1235  *
1236  * Attempt to add a page to bio considering stripe alignment etc.
1237  *
1238  * Return >= 0 for the number of bytes added to the bio.
1239  * Can return 0 if the current bio is already at stripe/zone boundary.
1240  * Return <0 for error.
1241  */
1242 static int btrfs_bio_add_page(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1243                               struct page *page,
1244                               u64 disk_bytenr, unsigned int size,
1245                               unsigned int pg_offset,
1246                               enum btrfs_compression_type compress_type)
1247 {
1248         struct bio *bio = bio_ctrl->bio;
1249         u32 bio_size = bio->bi_iter.bi_size;
1250         u32 real_size;
1251         const sector_t sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
1252         bool contig = false;
1253         int ret;
1254
1255         ASSERT(bio);
1256         /* The limit should be calculated when bio_ctrl->bio is allocated */
1257         ASSERT(bio_ctrl->len_to_oe_boundary && bio_ctrl->len_to_stripe_boundary);
1258         if (bio_ctrl->compress_type != compress_type)
1259                 return 0;
1260
1261
1262         if (bio->bi_iter.bi_size == 0) {
1263                 /* We can always add a page into an empty bio. */
1264                 contig = true;
1265         } else if (bio_ctrl->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1266                 struct bio_vec *bvec = bio_last_bvec_all(bio);
1267
1268                 /*
1269                  * The contig check requires the following conditions to be met:
1270                  * 1) The pages are belonging to the same inode
1271                  *    This is implied by the call chain.
1272                  *
1273                  * 2) The range has adjacent logical bytenr
1274                  *
1275                  * 3) The range has adjacent file offset
1276                  *    This is required for the usage of btrfs_bio->file_offset.
1277                  */
1278                 if (bio_end_sector(bio) == sector &&
1279                     page_offset(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset +
1280                     bvec->bv_len == page_offset(page) + pg_offset)
1281                         contig = true;
1282         } else {
1283                 /*
1284                  * For compression, all IO should have its logical bytenr
1285                  * set to the starting bytenr of the compressed extent.
1286                  */
1287                 contig = bio->bi_iter.bi_sector == sector;
1288         }
1289
1290         if (!contig)
1291                 return 0;
1292
1293         real_size = min(bio_ctrl->len_to_oe_boundary,
1294                         bio_ctrl->len_to_stripe_boundary) - bio_size;
1295         real_size = min(real_size, size);
1296
1297         /*
1298          * If real_size is 0, never call bio_add_*_page(), as even size is 0,
1299          * bio will still execute its endio function on the page!
1300          */
1301         if (real_size == 0)
1302                 return 0;
1303
1304         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
1305                 ret = bio_add_zone_append_page(bio, page, real_size, pg_offset);
1306         else
1307                 ret = bio_add_page(bio, page, real_size, pg_offset);
1308
1309         return ret;
1310 }
1311
1312 static int calc_bio_boundaries(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1313                                struct btrfs_inode *inode, u64 file_offset)
1314 {
1315         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1316         struct btrfs_io_geometry geom;
1317         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1318         struct extent_map *em;
1319         u64 logical = (bio_ctrl->bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT);
1320         int ret;
1321
1322         /*
1323          * Pages for compressed extent are never submitted to disk directly,
1324          * thus it has no real boundary, just set them to U32_MAX.
1325          *
1326          * The split happens for real compressed bio, which happens in
1327          * btrfs_submit_compressed_read/write().
1328          */
1329         if (bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1330                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
1331                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
1332                 return 0;
1333         }
1334         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
1335         if (IS_ERR(em))
1336                 return PTR_ERR(em);
1337         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(bio_ctrl->bio),
1338                                     logical, &geom);
1339         free_extent_map(em);
1340         if (ret < 0) {
1341                 return ret;
1342         }
1343         if (geom.len > U32_MAX)
1344                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
1345         else
1346                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = (u32)geom.len;
1347
1348         if (bio_op(bio_ctrl->bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND) {
1349                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
1350                 return 0;
1351         }
1352
1353         /* Ordered extent not yet created, so we're good */
1354         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
1355         if (!ordered) {
1356                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
1357                 return 0;
1358         }
1359
1360         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = min_t(u32, U32_MAX,
1361                 ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes - logical);
1362         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1363         return 0;
1364 }
1365
1366 static int alloc_new_bio(struct btrfs_inode *inode,
1367                          struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1368                          struct writeback_control *wbc,
1369                          blk_opf_t opf,
1370                          u64 disk_bytenr, u32 offset, u64 file_offset,
1371                          enum btrfs_compression_type compress_type)
1372 {
1373         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1374         struct bio *bio;
1375         int ret;
1376
1377         ASSERT(bio_ctrl->end_io_func);
1378
1379         bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, opf, bio_ctrl->end_io_func, NULL);
1380         /*
1381          * For compressed page range, its disk_bytenr is always @disk_bytenr
1382          * passed in, no matter if we have added any range into previous bio.
1383          */
1384         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1385                 bio->bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
1386         else
1387                 bio->bi_iter.bi_sector = (disk_bytenr + offset) >> SECTOR_SHIFT;
1388         bio_ctrl->bio = bio;
1389         bio_ctrl->compress_type = compress_type;
1390         ret = calc_bio_boundaries(bio_ctrl, inode, file_offset);
1391         if (ret < 0)
1392                 goto error;
1393
1394         if (wbc) {
1395                 /*
1396                  * For Zone append we need the correct block_device that we are
1397                  * going to write to set in the bio to be able to respect the
1398                  * hardware limitation.  Look it up here:
1399                  */
1400                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
1401                         struct btrfs_device *dev;
1402
1403                         dev = btrfs_zoned_get_device(fs_info, disk_bytenr,
1404                                                      fs_info->sectorsize);
1405                         if (IS_ERR(dev)) {
1406                                 ret = PTR_ERR(dev);
1407                                 goto error;
1408                         }
1409
1410                         bio_set_dev(bio, dev->bdev);
1411                 } else {
1412                         /*
1413                          * Otherwise pick the last added device to support
1414                          * cgroup writeback.  For multi-device file systems this
1415                          * means blk-cgroup policies have to always be set on the
1416                          * last added/replaced device.  This is a bit odd but has
1417                          * been like that for a long time.
1418                          */
1419                         bio_set_dev(bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
1420                 }
1421                 wbc_init_bio(wbc, bio);
1422         } else {
1423                 ASSERT(bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND);
1424         }
1425         return 0;
1426 error:
1427         bio_ctrl->bio = NULL;
1428         btrfs_bio_end_io(btrfs_bio(bio), errno_to_blk_status(ret));
1429         return ret;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * @opf:        bio REQ_OP_* and REQ_* flags as one value
1434  * @wbc:        optional writeback control for io accounting
1435  * @disk_bytenr: logical bytenr where the write will be
1436  * @page:       page to add to the bio
1437  * @size:       portion of page that we want to write to
1438  * @pg_offset:  offset of the new bio or to check whether we are adding
1439  *              a contiguous page to the previous one
1440  * @compress_type:   compress type for current bio
1441  *
1442  * The will either add the page into the existing @bio_ctrl->bio, or allocate a
1443  * new one in @bio_ctrl->bio.
1444  * The mirror number for this IO should already be initizlied in
1445  * @bio_ctrl->mirror_num.
1446  */
1447 static int submit_extent_page(blk_opf_t opf,
1448                               struct writeback_control *wbc,
1449                               struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1450                               u64 disk_bytenr, struct page *page,
1451                               size_t size, unsigned long pg_offset,
1452                               enum btrfs_compression_type compress_type,
1453                               bool force_bio_submit)
1454 {
1455         int ret = 0;
1456         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
1457         unsigned int cur = pg_offset;
1458
1459         ASSERT(bio_ctrl);
1460
1461         ASSERT(pg_offset < PAGE_SIZE && size <= PAGE_SIZE &&
1462                pg_offset + size <= PAGE_SIZE);
1463
1464         ASSERT(bio_ctrl->end_io_func);
1465
1466         if (force_bio_submit)
1467                 submit_one_bio(bio_ctrl);
1468
1469         while (cur < pg_offset + size) {
1470                 u32 offset = cur - pg_offset;
1471                 int added;
1472
1473                 /* Allocate new bio if needed */
1474                 if (!bio_ctrl->bio) {
1475                         ret = alloc_new_bio(inode, bio_ctrl, wbc, opf,
1476                                             disk_bytenr, offset,
1477                                             page_offset(page) + cur,
1478                                             compress_type);
1479                         if (ret < 0)
1480                                 return ret;
1481                 }
1482                 /*
1483                  * We must go through btrfs_bio_add_page() to ensure each
1484                  * page range won't cross various boundaries.
1485                  */
1486                 if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1487                         added = btrfs_bio_add_page(bio_ctrl, page, disk_bytenr,
1488                                         size - offset, pg_offset + offset,
1489                                         compress_type);
1490                 else
1491                         added = btrfs_bio_add_page(bio_ctrl, page,
1492                                         disk_bytenr + offset, size - offset,
1493                                         pg_offset + offset, compress_type);
1494
1495                 /* Metadata page range should never be split */
1496                 if (!is_data_inode(&inode->vfs_inode))
1497                         ASSERT(added == 0 || added == size - offset);
1498
1499                 /* At least we added some page, update the account */
1500                 if (wbc && added)
1501                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, added);
1502
1503                 /* We have reached boundary, submit right now */
1504                 if (added < size - offset) {
1505                         /* The bio should contain some page(s) */
1506                         ASSERT(bio_ctrl->bio->bi_iter.bi_size);
1507                         submit_one_bio(bio_ctrl);
1508                 }
1509                 cur += added;
1510         }
1511         return 0;
1512 }
1513
1514 static int attach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb,
1515                                      struct page *page,
1516                                      struct btrfs_subpage *prealloc)
1517 {
1518         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1519         int ret = 0;
1520
1521         /*
1522          * If the page is mapped to btree inode, we should hold the private
1523          * lock to prevent race.
1524          * For cloned or dummy extent buffers, their pages are not mapped and
1525          * will not race with any other ebs.
1526          */
1527         if (page->mapping)
1528                 lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
1529
1530         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
1531                 if (!PagePrivate(page))
1532                         attach_page_private(page, eb);
1533                 else
1534                         WARN_ON(page->private != (unsigned long)eb);
1535                 return 0;
1536         }
1537
1538         /* Already mapped, just free prealloc */
1539         if (PagePrivate(page)) {
1540                 btrfs_free_subpage(prealloc);
1541                 return 0;
1542         }
1543
1544         if (prealloc)
1545                 /* Has preallocated memory for subpage */
1546                 attach_page_private(page, prealloc);
1547         else
1548                 /* Do new allocation to attach subpage */
1549                 ret = btrfs_attach_subpage(fs_info, page,
1550                                            BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
1551         return ret;
1552 }
1553
1554 int set_page_extent_mapped(struct page *page)
1555 {
1556         struct btrfs_fs_info *fs_info;
1557
1558         ASSERT(page->mapping);
1559
1560         if (PagePrivate(page))
1561                 return 0;
1562
1563         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
1564
1565         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
1566                 return btrfs_attach_subpage(fs_info, page, BTRFS_SUBPAGE_DATA);
1567
1568         attach_page_private(page, (void *)EXTENT_PAGE_PRIVATE);
1569         return 0;
1570 }
1571
1572 void clear_page_extent_mapped(struct page *page)
1573 {
1574         struct btrfs_fs_info *fs_info;
1575
1576         ASSERT(page->mapping);
1577
1578         if (!PagePrivate(page))
1579                 return;
1580
1581         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
1582         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
1583                 return btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
1584
1585         detach_page_private(page);
1586 }
1587
1588 static struct extent_map *
1589 __get_extent_map(struct inode *inode, struct page *page, size_t pg_offset,
1590                  u64 start, u64 len, struct extent_map **em_cached)
1591 {
1592         struct extent_map *em;
1593
1594         if (em_cached && *em_cached) {
1595                 em = *em_cached;
1596                 if (extent_map_in_tree(em) && start >= em->start &&
1597                     start < extent_map_end(em)) {
1598                         refcount_inc(&em->refs);
1599                         return em;
1600                 }
1601
1602                 free_extent_map(em);
1603                 *em_cached = NULL;
1604         }
1605
1606         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), page, pg_offset, start, len);
1607         if (em_cached && !IS_ERR(em)) {
1608                 BUG_ON(*em_cached);
1609                 refcount_inc(&em->refs);
1610                 *em_cached = em;
1611         }
1612         return em;
1613 }
1614 /*
1615  * basic readpage implementation.  Locked extent state structs are inserted
1616  * into the tree that are removed when the IO is done (by the end_io
1617  * handlers)
1618  * XXX JDM: This needs looking at to ensure proper page locking
1619  * return 0 on success, otherwise return error
1620  */
1621 static int btrfs_do_readpage(struct page *page, struct extent_map **em_cached,
1622                       struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1623                       blk_opf_t read_flags, u64 *prev_em_start)
1624 {
1625         struct inode *inode = page->mapping->host;
1626         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
1627         u64 start = page_offset(page);
1628         const u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
1629         u64 cur = start;
1630         u64 extent_offset;
1631         u64 last_byte = i_size_read(inode);
1632         u64 block_start;
1633         struct extent_map *em;
1634         int ret = 0;
1635         size_t pg_offset = 0;
1636         size_t iosize;
1637         size_t blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
1638         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
1639
1640         ret = set_page_extent_mapped(page);
1641         if (ret < 0) {
1642                 unlock_extent(tree, start, end, NULL);
1643                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, PAGE_SIZE);
1644                 unlock_page(page);
1645                 goto out;
1646         }
1647
1648         if (page->index == last_byte >> PAGE_SHIFT) {
1649                 size_t zero_offset = offset_in_page(last_byte);
1650
1651                 if (zero_offset) {
1652                         iosize = PAGE_SIZE - zero_offset;
1653                         memzero_page(page, zero_offset, iosize);
1654                 }
1655         }
1656         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_readpage;
1657         begin_page_read(fs_info, page);
1658         while (cur <= end) {
1659                 unsigned long this_bio_flag = 0;
1660                 bool force_bio_submit = false;
1661                 u64 disk_bytenr;
1662
1663                 ASSERT(IS_ALIGNED(cur, fs_info->sectorsize));
1664                 if (cur >= last_byte) {
1665                         iosize = PAGE_SIZE - pg_offset;
1666                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1667                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1668                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1669                         break;
1670                 }
1671                 em = __get_extent_map(inode, page, pg_offset, cur,
1672                                       end - cur + 1, em_cached);
1673                 if (IS_ERR(em)) {
1674                         unlock_extent(tree, cur, end, NULL);
1675                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
1676                         ret = PTR_ERR(em);
1677                         break;
1678                 }
1679                 extent_offset = cur - em->start;
1680                 BUG_ON(extent_map_end(em) <= cur);
1681                 BUG_ON(end < cur);
1682
1683                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
1684                         this_bio_flag = em->compress_type;
1685
1686                 iosize = min(extent_map_end(em) - cur, end - cur + 1);
1687                 iosize = ALIGN(iosize, blocksize);
1688                 if (this_bio_flag != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1689                         disk_bytenr = em->block_start;
1690                 else
1691                         disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
1692                 block_start = em->block_start;
1693                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
1694                         block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
1695
1696                 /*
1697                  * If we have a file range that points to a compressed extent
1698                  * and it's followed by a consecutive file range that points
1699                  * to the same compressed extent (possibly with a different
1700                  * offset and/or length, so it either points to the whole extent
1701                  * or only part of it), we must make sure we do not submit a
1702                  * single bio to populate the pages for the 2 ranges because
1703                  * this makes the compressed extent read zero out the pages
1704                  * belonging to the 2nd range. Imagine the following scenario:
1705                  *
1706                  *  File layout
1707                  *  [0 - 8K]                     [8K - 24K]
1708                  *    |                               |
1709                  *    |                               |
1710                  * points to extent X,         points to extent X,
1711                  * offset 4K, length of 8K     offset 0, length 16K
1712                  *
1713                  * [extent X, compressed length = 4K uncompressed length = 16K]
1714                  *
1715                  * If the bio to read the compressed extent covers both ranges,
1716                  * it will decompress extent X into the pages belonging to the
1717                  * first range and then it will stop, zeroing out the remaining
1718                  * pages that belong to the other range that points to extent X.
1719                  * So here we make sure we submit 2 bios, one for the first
1720                  * range and another one for the third range. Both will target
1721                  * the same physical extent from disk, but we can't currently
1722                  * make the compressed bio endio callback populate the pages
1723                  * for both ranges because each compressed bio is tightly
1724                  * coupled with a single extent map, and each range can have
1725                  * an extent map with a different offset value relative to the
1726                  * uncompressed data of our extent and different lengths. This
1727                  * is a corner case so we prioritize correctness over
1728                  * non-optimal behavior (submitting 2 bios for the same extent).
1729                  */
1730                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) &&
1731                     prev_em_start && *prev_em_start != (u64)-1 &&
1732                     *prev_em_start != em->start)
1733                         force_bio_submit = true;
1734
1735                 if (prev_em_start)
1736                         *prev_em_start = em->start;
1737
1738                 free_extent_map(em);
1739                 em = NULL;
1740
1741                 /* we've found a hole, just zero and go on */
1742                 if (block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
1743                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1744
1745                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1746                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1747                         cur = cur + iosize;
1748                         pg_offset += iosize;
1749                         continue;
1750                 }
1751                 /* the get_extent function already copied into the page */
1752                 if (block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
1753                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1754                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1755                         cur = cur + iosize;
1756                         pg_offset += iosize;
1757                         continue;
1758                 }
1759
1760                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ | read_flags, NULL,
1761                                          bio_ctrl, disk_bytenr, page, iosize,
1762                                          pg_offset, this_bio_flag,
1763                                          force_bio_submit);
1764                 if (ret) {
1765                         /*
1766                          * We have to unlock the remaining range, or the page
1767                          * will never be unlocked.
1768                          */
1769                         unlock_extent(tree, cur, end, NULL);
1770                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
1771                         goto out;
1772                 }
1773                 cur = cur + iosize;
1774                 pg_offset += iosize;
1775         }
1776 out:
1777         return ret;
1778 }
1779
1780 int btrfs_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
1781 {
1782         struct page *page = &folio->page;
1783         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
1784         u64 start = page_offset(page);
1785         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
1786         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
1787         int ret;
1788
1789         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1790
1791         ret = btrfs_do_readpage(page, NULL, &bio_ctrl, 0, NULL);
1792         /*
1793          * If btrfs_do_readpage() failed we will want to submit the assembled
1794          * bio to do the cleanup.
1795          */
1796         submit_one_bio(&bio_ctrl);
1797         return ret;
1798 }
1799
1800 static inline void contiguous_readpages(struct page *pages[], int nr_pages,
1801                                         u64 start, u64 end,
1802                                         struct extent_map **em_cached,
1803                                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1804                                         u64 *prev_em_start)
1805 {
1806         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(pages[0]->mapping->host);
1807         int index;
1808
1809         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1810
1811         for (index = 0; index < nr_pages; index++) {
1812                 btrfs_do_readpage(pages[index], em_cached, bio_ctrl,
1813                                   REQ_RAHEAD, prev_em_start);
1814                 put_page(pages[index]);
1815         }
1816 }
1817
1818 /*
1819  * helper for __extent_writepage, doing all of the delayed allocation setup.
1820  *
1821  * This returns 1 if btrfs_run_delalloc_range function did all the work required
1822  * to write the page (copy into inline extent).  In this case the IO has
1823  * been started and the page is already unlocked.
1824  *
1825  * This returns 0 if all went well (page still locked)
1826  * This returns < 0 if there were errors (page still locked)
1827  */
1828 static noinline_for_stack int writepage_delalloc(struct btrfs_inode *inode,
1829                 struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1830 {
1831         const u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
1832         u64 delalloc_start = page_offset(page);
1833         u64 delalloc_to_write = 0;
1834         /* How many pages are started by btrfs_run_delalloc_range() */
1835         unsigned long nr_written = 0;
1836         int ret;
1837         int page_started = 0;
1838
1839         while (delalloc_start < page_end) {
1840                 u64 delalloc_end = page_end;
1841                 bool found;
1842
1843                 found = find_lock_delalloc_range(&inode->vfs_inode, page,
1844                                                &delalloc_start,
1845                                                &delalloc_end);
1846                 if (!found) {
1847                         delalloc_start = delalloc_end + 1;
1848                         continue;
1849                 }
1850                 ret = btrfs_run_delalloc_range(inode, page, delalloc_start,
1851                                 delalloc_end, &page_started, &nr_written, wbc);
1852                 if (ret) {
1853                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, page,
1854                                              page_offset(page), PAGE_SIZE);
1855                         return ret;
1856                 }
1857                 /*
1858                  * delalloc_end is already one less than the total length, so
1859                  * we don't subtract one from PAGE_SIZE
1860                  */
1861                 delalloc_to_write += (delalloc_end - delalloc_start +
1862                                       PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1863                 delalloc_start = delalloc_end + 1;
1864         }
1865         if (wbc->nr_to_write < delalloc_to_write) {
1866                 int thresh = 8192;
1867
1868                 if (delalloc_to_write < thresh * 2)
1869                         thresh = delalloc_to_write;
1870                 wbc->nr_to_write = min_t(u64, delalloc_to_write,
1871                                          thresh);
1872         }
1873
1874         /* Did btrfs_run_dealloc_range() already unlock and start the IO? */
1875         if (page_started) {
1876                 /*
1877                  * We've unlocked the page, so we can't update the mapping's
1878                  * writeback index, just update nr_to_write.
1879                  */
1880                 wbc->nr_to_write -= nr_written;
1881                 return 1;
1882         }
1883
1884         return 0;
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Find the first byte we need to write.
1889  *
1890  * For subpage, one page can contain several sectors, and
1891  * __extent_writepage_io() will just grab all extent maps in the page
1892  * range and try to submit all non-inline/non-compressed extents.
1893  *
1894  * This is a big problem for subpage, we shouldn't re-submit already written
1895  * data at all.
1896  * This function will lookup subpage dirty bit to find which range we really
1897  * need to submit.
1898  *
1899  * Return the next dirty range in [@start, @end).
1900  * If no dirty range is found, @start will be page_offset(page) + PAGE_SIZE.
1901  */
1902 static void find_next_dirty_byte(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1903                                  struct page *page, u64 *start, u64 *end)
1904 {
1905         struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
1906         struct btrfs_subpage_info *spi = fs_info->subpage_info;
1907         u64 orig_start = *start;
1908         /* Declare as unsigned long so we can use bitmap ops */
1909         unsigned long flags;
1910         int range_start_bit;
1911         int range_end_bit;
1912
1913         /*
1914          * For regular sector size == page size case, since one page only
1915          * contains one sector, we return the page offset directly.
1916          */
1917         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page)) {
1918                 *start = page_offset(page);
1919                 *end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1920                 return;
1921         }
1922
1923         range_start_bit = spi->dirty_offset +
1924                           (offset_in_page(orig_start) >> fs_info->sectorsize_bits);
1925
1926         /* We should have the page locked, but just in case */
1927         spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
1928         bitmap_next_set_region(subpage->bitmaps, &range_start_bit, &range_end_bit,
1929                                spi->dirty_offset + spi->bitmap_nr_bits);
1930         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1931
1932         range_start_bit -= spi->dirty_offset;
1933         range_end_bit -= spi->dirty_offset;
1934
1935         *start = page_offset(page) + range_start_bit * fs_info->sectorsize;
1936         *end = page_offset(page) + range_end_bit * fs_info->sectorsize;
1937 }
1938
1939 /*
1940  * helper for __extent_writepage.  This calls the writepage start hooks,
1941  * and does the loop to map the page into extents and bios.
1942  *
1943  * We return 1 if the IO is started and the page is unlocked,
1944  * 0 if all went well (page still locked)
1945  * < 0 if there were errors (page still locked)
1946  */
1947 static noinline_for_stack int __extent_writepage_io(struct btrfs_inode *inode,
1948                                  struct page *page,
1949                                  struct writeback_control *wbc,
1950                                  struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1951                                  loff_t i_size,
1952                                  int *nr_ret)
1953 {
1954         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1955         u64 cur = page_offset(page);
1956         u64 end = cur + PAGE_SIZE - 1;
1957         u64 extent_offset;
1958         u64 block_start;
1959         struct extent_map *em;
1960         int saved_ret = 0;
1961         int ret = 0;
1962         int nr = 0;
1963         enum req_op op = REQ_OP_WRITE;
1964         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1965         bool has_error = false;
1966         bool compressed;
1967
1968         ret = btrfs_writepage_cow_fixup(page);
1969         if (ret) {
1970                 /* Fixup worker will requeue */
1971                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
1972                 unlock_page(page);
1973                 return 1;
1974         }
1975
1976         /*
1977          * we don't want to touch the inode after unlocking the page,
1978          * so we update the mapping writeback index now
1979          */
1980         wbc->nr_to_write--;
1981
1982         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_writepage;
1983         while (cur <= end) {
1984                 u64 disk_bytenr;
1985                 u64 em_end;
1986                 u64 dirty_range_start = cur;
1987                 u64 dirty_range_end;
1988                 u32 iosize;
1989
1990                 if (cur >= i_size) {
1991                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, cur,
1992                                                              end, true);
1993                         /*
1994                          * This range is beyond i_size, thus we don't need to
1995                          * bother writing back.
1996                          * But we still need to clear the dirty subpage bit, or
1997                          * the next time the page gets dirtied, we will try to
1998                          * writeback the sectors with subpage dirty bits,
1999                          * causing writeback without ordered extent.
2000                          */
2001                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, end + 1 - cur);
2002                         break;
2003                 }
2004
2005                 find_next_dirty_byte(fs_info, page, &dirty_range_start,
2006                                      &dirty_range_end);
2007                 if (cur < dirty_range_start) {
2008                         cur = dirty_range_start;
2009                         continue;
2010                 }
2011
2012                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur, end - cur + 1);
2013                 if (IS_ERR(em)) {
2014                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, end - cur + 1);
2015                         ret = PTR_ERR_OR_ZERO(em);
2016                         has_error = true;
2017                         if (!saved_ret)
2018                                 saved_ret = ret;
2019                         break;
2020                 }
2021
2022                 extent_offset = cur - em->start;
2023                 em_end = extent_map_end(em);
2024                 ASSERT(cur <= em_end);
2025                 ASSERT(cur < end);
2026                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->start, fs_info->sectorsize));
2027                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->len, fs_info->sectorsize));
2028                 block_start = em->block_start;
2029                 compressed = test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
2030                 disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
2031
2032                 /*
2033                  * Note that em_end from extent_map_end() and dirty_range_end from
2034                  * find_next_dirty_byte() are all exclusive
2035                  */
2036                 iosize = min(min(em_end, end + 1), dirty_range_end) - cur;
2037
2038                 if (btrfs_use_zone_append(inode, em->block_start))
2039                         op = REQ_OP_ZONE_APPEND;
2040
2041                 free_extent_map(em);
2042                 em = NULL;
2043
2044                 /*
2045                  * compressed and inline extents are written through other
2046                  * paths in the FS
2047                  */
2048                 if (compressed || block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
2049                     block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
2050                         if (compressed)
2051                                 nr++;
2052                         else
2053                                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode,
2054                                                 page, cur, cur + iosize - 1, true);
2055                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
2056                         cur += iosize;
2057                         continue;
2058                 }
2059
2060                 btrfs_set_range_writeback(inode, cur, cur + iosize - 1);
2061                 if (!PageWriteback(page)) {
2062                         btrfs_err(inode->root->fs_info,
2063                                    "page %lu not writeback, cur %llu end %llu",
2064                                page->index, cur, end);
2065                 }
2066
2067                 /*
2068                  * Although the PageDirty bit is cleared before entering this
2069                  * function, subpage dirty bit is not cleared.
2070                  * So clear subpage dirty bit here so next time we won't submit
2071                  * page for range already written to disk.
2072                  */
2073                 btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
2074
2075                 ret = submit_extent_page(op | write_flags, wbc,
2076                                          bio_ctrl, disk_bytenr,
2077                                          page, iosize,
2078                                          cur - page_offset(page),
2079                                          0, false);
2080                 if (ret) {
2081                         has_error = true;
2082                         if (!saved_ret)
2083                                 saved_ret = ret;
2084
2085                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, iosize);
2086                         if (PageWriteback(page))
2087                                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, cur,
2088                                                            iosize);
2089                 }
2090
2091                 cur += iosize;
2092                 nr++;
2093         }
2094         /*
2095          * If we finish without problem, we should not only clear page dirty,
2096          * but also empty subpage dirty bits
2097          */
2098         if (!has_error)
2099                 btrfs_page_assert_not_dirty(fs_info, page);
2100         else
2101                 ret = saved_ret;
2102         *nr_ret = nr;
2103         return ret;
2104 }
2105
2106 /*
2107  * the writepage semantics are similar to regular writepage.  extent
2108  * records are inserted to lock ranges in the tree, and as dirty areas
2109  * are found, they are marked writeback.  Then the lock bits are removed
2110  * and the end_io handler clears the writeback ranges
2111  *
2112  * Return 0 if everything goes well.
2113  * Return <0 for error.
2114  */
2115 static int __extent_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
2116                               struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2117 {
2118         struct folio *folio = page_folio(page);
2119         struct inode *inode = page->mapping->host;
2120         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2121         const u64 page_start = page_offset(page);
2122         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
2123         int ret;
2124         int nr = 0;
2125         size_t pg_offset;
2126         loff_t i_size = i_size_read(inode);
2127         unsigned long end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
2128
2129         trace___extent_writepage(page, inode, wbc);
2130
2131         WARN_ON(!PageLocked(page));
2132
2133         btrfs_page_clear_error(btrfs_sb(inode->i_sb), page,
2134                                page_offset(page), PAGE_SIZE);
2135
2136         pg_offset = offset_in_page(i_size);
2137         if (page->index > end_index ||
2138            (page->index == end_index && !pg_offset)) {
2139                 folio_invalidate(folio, 0, folio_size(folio));
2140                 folio_unlock(folio);
2141                 return 0;
2142         }
2143
2144         if (page->index == end_index)
2145                 memzero_page(page, pg_offset, PAGE_SIZE - pg_offset);
2146
2147         ret = set_page_extent_mapped(page);
2148         if (ret < 0) {
2149                 SetPageError(page);
2150                 goto done;
2151         }
2152
2153         if (!bio_ctrl->extent_locked) {
2154                 ret = writepage_delalloc(BTRFS_I(inode), page, wbc);
2155                 if (ret == 1)
2156                         return 0;
2157                 if (ret)
2158                         goto done;
2159         }
2160
2161         ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, wbc, bio_ctrl, i_size,
2162                                     &nr);
2163         if (ret == 1)
2164                 return 0;
2165
2166 done:
2167         if (nr == 0) {
2168                 /* make sure the mapping tag for page dirty gets cleared */
2169                 set_page_writeback(page);
2170                 end_page_writeback(page);
2171         }
2172         /*
2173          * Here we used to have a check for PageError() and then set @ret and
2174          * call end_extent_writepage().
2175          *
2176          * But in fact setting @ret here will cause different error paths
2177          * between subpage and regular sectorsize.
2178          *
2179          * For regular page size, we never submit current page, but only add
2180          * current page to current bio.
2181          * The bio submission can only happen in next page.
2182          * Thus if we hit the PageError() branch, @ret is already set to
2183          * non-zero value and will not get updated for regular sectorsize.
2184          *
2185          * But for subpage case, it's possible we submit part of current page,
2186          * thus can get PageError() set by submitted bio of the same page,
2187          * while our @ret is still 0.
2188          *
2189          * So here we unify the behavior and don't set @ret.
2190          * Error can still be properly passed to higher layer as page will
2191          * be set error, here we just don't handle the IO failure.
2192          *
2193          * NOTE: This is just a hotfix for subpage.
2194          * The root fix will be properly ending ordered extent when we hit
2195          * an error during writeback.
2196          *
2197          * But that needs a bigger refactoring, as we not only need to grab the
2198          * submitted OE, but also need to know exactly at which bytenr we hit
2199          * the error.
2200          * Currently the full page based __extent_writepage_io() is not
2201          * capable of that.
2202          */
2203         if (PageError(page))
2204                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2205         if (bio_ctrl->extent_locked) {
2206                 /*
2207                  * If bio_ctrl->extent_locked, it's from extent_write_locked_range(),
2208                  * the page can either be locked by lock_page() or
2209                  * process_one_page().
2210                  * Let btrfs_page_unlock_writer() handle both cases.
2211                  */
2212                 ASSERT(wbc);
2213                 btrfs_page_unlock_writer(fs_info, page, wbc->range_start,
2214                                          wbc->range_end + 1 - wbc->range_start);
2215         } else {
2216                 unlock_page(page);
2217         }
2218         ASSERT(ret <= 0);
2219         return ret;
2220 }
2221
2222 void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
2223 {
2224         wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
2225                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2226 }
2227
2228 static void end_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
2229 {
2230         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
2231         smp_mb__after_atomic();
2232         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK);
2233 }
2234
2235 /*
2236  * Lock extent buffer status and pages for writeback.
2237  *
2238  * May try to flush write bio if we can't get the lock.
2239  *
2240  * Return  0 if the extent buffer doesn't need to be submitted.
2241  *           (E.g. the extent buffer is not dirty)
2242  * Return >0 is the extent buffer is submitted to bio.
2243  * Return <0 if something went wrong, no page is locked.
2244  */
2245 static noinline_for_stack int lock_extent_buffer_for_io(struct extent_buffer *eb,
2246                           struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2247 {
2248         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2249         int i, num_pages;
2250         int flush = 0;
2251         int ret = 0;
2252
2253         if (!btrfs_try_tree_write_lock(eb)) {
2254                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2255                 flush = 1;
2256                 btrfs_tree_lock(eb);
2257         }
2258
2259         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags)) {
2260                 btrfs_tree_unlock(eb);
2261                 if (!bio_ctrl->sync_io)
2262                         return 0;
2263                 if (!flush) {
2264                         submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2265                         flush = 1;
2266                 }
2267                 while (1) {
2268                         wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
2269                         btrfs_tree_lock(eb);
2270                         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags))
2271                                 break;
2272                         btrfs_tree_unlock(eb);
2273                 }
2274         }
2275
2276         /*
2277          * We need to do this to prevent races in people who check if the eb is
2278          * under IO since we can end up having no IO bits set for a short period
2279          * of time.
2280          */
2281         spin_lock(&eb->refs_lock);
2282         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags)) {
2283                 set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
2284                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
2285                 btrfs_set_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
2286                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
2287                                          -eb->len,
2288                                          fs_info->dirty_metadata_batch);
2289                 ret = 1;
2290         } else {
2291                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
2292         }
2293
2294         btrfs_tree_unlock(eb);
2295
2296         /*
2297          * Either we don't need to submit any tree block, or we're submitting
2298          * subpage eb.
2299          * Subpage metadata doesn't use page locking at all, so we can skip
2300          * the page locking.
2301          */
2302         if (!ret || fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
2303                 return ret;
2304
2305         num_pages = num_extent_pages(eb);
2306         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
2307                 struct page *p = eb->pages[i];
2308
2309                 if (!trylock_page(p)) {
2310                         if (!flush) {
2311                                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2312                                 flush = 1;
2313                         }
2314                         lock_page(p);
2315                 }
2316         }
2317
2318         return ret;
2319 }
2320
2321 static void set_btree_ioerr(struct page *page, struct extent_buffer *eb)
2322 {
2323         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2324
2325         btrfs_page_set_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
2326         if (test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags))
2327                 return;
2328
2329         /*
2330          * A read may stumble upon this buffer later, make sure that it gets an
2331          * error and knows there was an error.
2332          */
2333         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
2334
2335         /*
2336          * We need to set the mapping with the io error as well because a write
2337          * error will flip the file system readonly, and then syncfs() will
2338          * return a 0 because we are readonly if we don't modify the err seq for
2339          * the superblock.
2340          */
2341         mapping_set_error(page->mapping, -EIO);
2342
2343         /*
2344          * If we error out, we should add back the dirty_metadata_bytes
2345          * to make it consistent.
2346          */
2347         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
2348                                  eb->len, fs_info->dirty_metadata_batch);
2349
2350         /*
2351          * If writeback for a btree extent that doesn't belong to a log tree
2352          * failed, increment the counter transaction->eb_write_errors.
2353          * We do this because while the transaction is running and before it's
2354          * committing (when we call filemap_fdata[write|wait]_range against
2355          * the btree inode), we might have
2356          * btree_inode->i_mapping->a_ops->writepages() called by the VM - if it
2357          * returns an error or an error happens during writeback, when we're
2358          * committing the transaction we wouldn't know about it, since the pages
2359          * can be no longer dirty nor marked anymore for writeback (if a
2360          * subsequent modification to the extent buffer didn't happen before the
2361          * transaction commit), which makes filemap_fdata[write|wait]_range not
2362          * able to find the pages tagged with SetPageError at transaction
2363          * commit time. So if this happens we must abort the transaction,
2364          * otherwise we commit a super block with btree roots that point to
2365          * btree nodes/leafs whose content on disk is invalid - either garbage
2366          * or the content of some node/leaf from a past generation that got
2367          * cowed or deleted and is no longer valid.
2368          *
2369          * Note: setting AS_EIO/AS_ENOSPC in the btree inode's i_mapping would
2370          * not be enough - we need to distinguish between log tree extents vs
2371          * non-log tree extents, and the next filemap_fdatawait_range() call
2372          * will catch and clear such errors in the mapping - and that call might
2373          * be from a log sync and not from a transaction commit. Also, checking
2374          * for the eb flag EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR at transaction commit time is
2375          * not done and would not be reliable - the eb might have been released
2376          * from memory and reading it back again means that flag would not be
2377          * set (since it's a runtime flag, not persisted on disk).
2378          *
2379          * Using the flags below in the btree inode also makes us achieve the
2380          * goal of AS_EIO/AS_ENOSPC when writepages() returns success, started
2381          * writeback for all dirty pages and before filemap_fdatawait_range()
2382          * is called, the writeback for all dirty pages had already finished
2383          * with errors - because we were not using AS_EIO/AS_ENOSPC,
2384          * filemap_fdatawait_range() would return success, as it could not know
2385          * that writeback errors happened (the pages were no longer tagged for
2386          * writeback).
2387          */
2388         switch (eb->log_index) {
2389         case -1:
2390                 set_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags);
2391                 break;
2392         case 0:
2393                 set_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
2394                 break;
2395         case 1:
2396                 set_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);
2397                 break;
2398         default:
2399                 BUG(); /* unexpected, logic error */
2400         }
2401 }
2402
2403 /*
2404  * The endio specific version which won't touch any unsafe spinlock in endio
2405  * context.
2406  */
2407 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_nolock(
2408                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
2409 {
2410         struct extent_buffer *eb;
2411
2412         rcu_read_lock();
2413         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
2414                                start >> fs_info->sectorsize_bits);
2415         if (eb && atomic_inc_not_zero(&eb->refs)) {
2416                 rcu_read_unlock();
2417                 return eb;
2418         }
2419         rcu_read_unlock();
2420         return NULL;
2421 }
2422
2423 /*
2424  * The endio function for subpage extent buffer write.
2425  *
2426  * Unlike end_bio_extent_buffer_writepage(), we only call end_page_writeback()
2427  * after all extent buffers in the page has finished their writeback.
2428  */
2429 static void end_bio_subpage_eb_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
2430 {
2431         struct bio *bio = &bbio->bio;
2432         struct btrfs_fs_info *fs_info;
2433         struct bio_vec *bvec;
2434         struct bvec_iter_all iter_all;
2435
2436         fs_info = btrfs_sb(bio_first_page_all(bio)->mapping->host->i_sb);
2437         ASSERT(fs_info->nodesize < PAGE_SIZE);
2438
2439         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2440         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2441                 struct page *page = bvec->bv_page;
2442                 u64 bvec_start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
2443                 u64 bvec_end = bvec_start + bvec->bv_len - 1;
2444                 u64 cur_bytenr = bvec_start;
2445
2446                 ASSERT(IS_ALIGNED(bvec->bv_len, fs_info->nodesize));
2447
2448                 /* Iterate through all extent buffers in the range */
2449                 while (cur_bytenr <= bvec_end) {
2450                         struct extent_buffer *eb;
2451                         int done;
2452
2453                         /*
2454                          * Here we can't use find_extent_buffer(), as it may
2455                          * try to lock eb->refs_lock, which is not safe in endio
2456                          * context.
2457                          */
2458                         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, cur_bytenr);
2459                         ASSERT(eb);
2460
2461                         cur_bytenr = eb->start + eb->len;
2462
2463                         ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags));
2464                         done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
2465                         ASSERT(done);
2466
2467                         if (bio->bi_status ||
2468                             test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
2469                                 ClearPageUptodate(page);
2470                                 set_btree_ioerr(page, eb);
2471                         }
2472
2473                         btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start,
2474                                                       eb->len);
2475                         end_extent_buffer_writeback(eb);
2476                         /*
2477                          * free_extent_buffer() will grab spinlock which is not
2478                          * safe in endio context. Thus here we manually dec
2479                          * the ref.
2480                          */
2481                         atomic_dec(&eb->refs);
2482                 }
2483         }
2484         bio_put(bio);
2485 }
2486
2487 static void end_bio_extent_buffer_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
2488 {
2489         struct bio *bio = &bbio->bio;
2490         struct bio_vec *bvec;
2491         struct extent_buffer *eb;
2492         int done;
2493         struct bvec_iter_all iter_all;
2494
2495         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2496         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2497                 struct page *page = bvec->bv_page;
2498
2499                 eb = (struct extent_buffer *)page->private;
2500                 BUG_ON(!eb);
2501                 done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
2502
2503                 if (bio->bi_status ||
2504                     test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
2505                         ClearPageUptodate(page);
2506                         set_btree_ioerr(page, eb);
2507                 }
2508
2509                 end_page_writeback(page);
2510
2511                 if (!done)
2512                         continue;
2513
2514                 end_extent_buffer_writeback(eb);
2515         }
2516
2517         bio_put(bio);
2518 }
2519
2520 static void prepare_eb_write(struct extent_buffer *eb)
2521 {
2522         u32 nritems;
2523         unsigned long start;
2524         unsigned long end;
2525
2526         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
2527         atomic_set(&eb->io_pages, num_extent_pages(eb));
2528
2529         /* Set btree blocks beyond nritems with 0 to avoid stale content */
2530         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
2531         if (btrfs_header_level(eb) > 0) {
2532                 end = btrfs_node_key_ptr_offset(eb, nritems);
2533                 memzero_extent_buffer(eb, end, eb->len - end);
2534         } else {
2535                 /*
2536                  * Leaf:
2537                  * header 0 1 2 .. N ... data_N .. data_2 data_1 data_0
2538                  */
2539                 start = btrfs_item_nr_offset(eb, nritems);
2540                 end = btrfs_item_nr_offset(eb, 0);
2541                 if (nritems == 0)
2542                         end += BTRFS_LEAF_DATA_SIZE(eb->fs_info);
2543                 else
2544                         end += btrfs_item_offset(eb, nritems - 1);
2545                 memzero_extent_buffer(eb, start, end - start);
2546         }
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Unlike the work in write_one_eb(), we rely completely on extent locking.
2551  * Page locking is only utilized at minimum to keep the VMM code happy.
2552  */
2553 static int write_one_subpage_eb(struct extent_buffer *eb,
2554                                 struct writeback_control *wbc,
2555                                 struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2556 {
2557         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2558         struct page *page = eb->pages[0];
2559         blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
2560         bool no_dirty_ebs = false;
2561         int ret;
2562
2563         prepare_eb_write(eb);
2564
2565         /* clear_page_dirty_for_io() in subpage helper needs page locked */
2566         lock_page(page);
2567         btrfs_subpage_set_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
2568
2569         /* Check if this is the last dirty bit to update nr_written */
2570         no_dirty_ebs = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page,
2571                                                           eb->start, eb->len);
2572         if (no_dirty_ebs)
2573                 clear_page_dirty_for_io(page);
2574
2575         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_subpage_eb_writepage;
2576
2577         ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
2578                         bio_ctrl, eb->start, page, eb->len,
2579                         eb->start - page_offset(page), 0, false);
2580         if (ret) {
2581                 btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
2582                 set_btree_ioerr(page, eb);
2583                 unlock_page(page);
2584
2585                 if (atomic_dec_and_test(&eb->io_pages))
2586                         end_extent_buffer_writeback(eb);
2587                 return -EIO;
2588         }
2589         unlock_page(page);
2590         /*
2591          * Submission finished without problem, if no range of the page is
2592          * dirty anymore, we have submitted a page.  Update nr_written in wbc.
2593          */
2594         if (no_dirty_ebs)
2595                 wbc->nr_to_write--;
2596         return ret;
2597 }
2598
2599 static noinline_for_stack int write_one_eb(struct extent_buffer *eb,
2600                         struct writeback_control *wbc,
2601                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2602 {
2603         u64 disk_bytenr = eb->start;
2604         int i, num_pages;
2605         blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
2606         int ret = 0;
2607
2608         prepare_eb_write(eb);
2609
2610         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_buffer_writepage;
2611
2612         num_pages = num_extent_pages(eb);
2613         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
2614                 struct page *p = eb->pages[i];
2615
2616                 clear_page_dirty_for_io(p);
2617                 set_page_writeback(p);
2618                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
2619                                          bio_ctrl, disk_bytenr, p,
2620                                          PAGE_SIZE, 0, 0, false);
2621                 if (ret) {
2622                         set_btree_ioerr(p, eb);
2623                         if (PageWriteback(p))
2624                                 end_page_writeback(p);
2625                         if (atomic_sub_and_test(num_pages - i, &eb->io_pages))
2626                                 end_extent_buffer_writeback(eb);
2627                         ret = -EIO;
2628                         break;
2629                 }
2630                 disk_bytenr += PAGE_SIZE;
2631                 wbc->nr_to_write--;
2632                 unlock_page(p);
2633         }
2634
2635         if (unlikely(ret)) {
2636                 for (; i < num_pages; i++) {
2637                         struct page *p = eb->pages[i];
2638                         clear_page_dirty_for_io(p);
2639                         unlock_page(p);
2640                 }
2641         }
2642
2643         return ret;
2644 }
2645
2646 /*
2647  * Submit one subpage btree page.
2648  *
2649  * The main difference to submit_eb_page() is:
2650  * - Page locking
2651  *   For subpage, we don't rely on page locking at all.
2652  *
2653  * - Flush write bio
2654  *   We only flush bio if we may be unable to fit current extent buffers into
2655  *   current bio.
2656  *
2657  * Return >=0 for the number of submitted extent buffers.
2658  * Return <0 for fatal error.
2659  */
2660 static int submit_eb_subpage(struct page *page,
2661                              struct writeback_control *wbc,
2662                              struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2663 {
2664         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
2665         int submitted = 0;
2666         u64 page_start = page_offset(page);
2667         int bit_start = 0;
2668         int sectors_per_node = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
2669         int ret;
2670
2671         /* Lock and write each dirty extent buffers in the range */
2672         while (bit_start < fs_info->subpage_info->bitmap_nr_bits) {
2673                 struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
2674                 struct extent_buffer *eb;
2675                 unsigned long flags;
2676                 u64 start;
2677
2678                 /*
2679                  * Take private lock to ensure the subpage won't be detached
2680                  * in the meantime.
2681                  */
2682                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
2683                 if (!PagePrivate(page)) {
2684                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
2685                         break;
2686                 }
2687                 spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
2688                 if (!test_bit(bit_start + fs_info->subpage_info->dirty_offset,
2689                               subpage->bitmaps)) {
2690                         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
2691                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
2692                         bit_start++;
2693                         continue;
2694                 }
2695
2696                 start = page_start + bit_start * fs_info->sectorsize;
2697                 bit_start += sectors_per_node;
2698
2699                 /*
2700                  * Here we just want to grab the eb without touching extra
2701                  * spin locks, so call find_extent_buffer_nolock().
2702                  */
2703                 eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
2704                 spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
2705                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
2706
2707                 /*
2708                  * The eb has already reached 0 refs thus find_extent_buffer()
2709                  * doesn't return it. We don't need to write back such eb
2710                  * anyway.
2711                  */
2712                 if (!eb)
2713                         continue;
2714
2715                 ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, bio_ctrl);
2716                 if (ret == 0) {
2717                         free_extent_buffer(eb);
2718                         continue;
2719                 }
2720                 if (ret < 0) {
2721                         free_extent_buffer(eb);
2722                         goto cleanup;
2723                 }
2724                 ret = write_one_subpage_eb(eb, wbc, bio_ctrl);
2725                 free_extent_buffer(eb);
2726                 if (ret < 0)
2727                         goto cleanup;
2728                 submitted++;
2729         }
2730         return submitted;
2731
2732 cleanup:
2733         /* We hit error, end bio for the submitted extent buffers */
2734         submit_write_bio(bio_ctrl, ret);
2735         return ret;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Submit all page(s) of one extent buffer.
2740  *
2741  * @page:       the page of one extent buffer
2742  * @eb_context: to determine if we need to submit this page, if current page
2743  *              belongs to this eb, we don't need to submit
2744  *
2745  * The caller should pass each page in their bytenr order, and here we use
2746  * @eb_context to determine if we have submitted pages of one extent buffer.
2747  *
2748  * If we have, we just skip until we hit a new page that doesn't belong to
2749  * current @eb_context.
2750  *
2751  * If not, we submit all the page(s) of the extent buffer.
2752  *
2753  * Return >0 if we have submitted the extent buffer successfully.
2754  * Return 0 if we don't need to submit the page, as it's already submitted by
2755  * previous call.
2756  * Return <0 for fatal error.
2757  */
2758 static int submit_eb_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
2759                           struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
2760                           struct extent_buffer **eb_context)
2761 {
2762         struct address_space *mapping = page->mapping;
2763         struct btrfs_block_group *cache = NULL;
2764         struct extent_buffer *eb;
2765         int ret;
2766
2767         if (!PagePrivate(page))
2768                 return 0;
2769
2770         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
2771                 return submit_eb_subpage(page, wbc, bio_ctrl);
2772
2773         spin_lock(&mapping->private_lock);
2774         if (!PagePrivate(page)) {
2775                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
2776                 return 0;
2777         }
2778
2779         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
2780
2781         /*
2782          * Shouldn't happen and normally this would be a BUG_ON but no point
2783          * crashing the machine for something we can survive anyway.
2784          */
2785         if (WARN_ON(!eb)) {
2786                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
2787                 return 0;
2788         }
2789
2790         if (eb == *eb_context) {
2791                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
2792                 return 0;
2793         }
2794         ret = atomic_inc_not_zero(&eb->refs);
2795         spin_unlock(&mapping->private_lock);
2796         if (!ret)
2797                 return 0;
2798
2799         if (!btrfs_check_meta_write_pointer(eb->fs_info, eb, &cache)) {
2800                 /*
2801                  * If for_sync, this hole will be filled with
2802                  * trasnsaction commit.
2803                  */
2804                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL && !wbc->for_sync)
2805                         ret = -EAGAIN;
2806                 else
2807                         ret = 0;
2808                 free_extent_buffer(eb);
2809                 return ret;
2810         }
2811
2812         *eb_context = eb;
2813
2814         ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, bio_ctrl);
2815         if (ret <= 0) {
2816                 btrfs_revert_meta_write_pointer(cache, eb);
2817                 if (cache)
2818                         btrfs_put_block_group(cache);
2819                 free_extent_buffer(eb);
2820                 return ret;
2821         }
2822         if (cache) {
2823                 /*
2824                  * Implies write in zoned mode. Mark the last eb in a block group.
2825                  */
2826                 btrfs_schedule_zone_finish_bg(cache, eb);
2827                 btrfs_put_block_group(cache);
2828         }
2829         ret = write_one_eb(eb, wbc, bio_ctrl);
2830         free_extent_buffer(eb);
2831         if (ret < 0)
2832                 return ret;
2833         return 1;
2834 }
2835
2836 int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
2837                                    struct writeback_control *wbc)
2838 {
2839         struct extent_buffer *eb_context = NULL;
2840         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
2841                 .extent_locked = 0,
2842                 .sync_io = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL),
2843         };
2844         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(mapping->host)->root->fs_info;
2845         int ret = 0;
2846         int done = 0;
2847         int nr_to_write_done = 0;
2848         struct pagevec pvec;
2849         int nr_pages;
2850         pgoff_t index;
2851         pgoff_t end;            /* Inclusive */
2852         int scanned = 0;
2853         xa_mark_t tag;
2854
2855         pagevec_init(&pvec);
2856         if (wbc->range_cyclic) {
2857                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
2858                 end = -1;
2859                 /*
2860                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
2861                  * range, mark it as scanned.
2862                  */
2863                 scanned = (index == 0);
2864         } else {
2865                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
2866                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
2867                 scanned = 1;
2868         }
2869         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
2870                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
2871         else
2872                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
2873         btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
2874 retry:
2875         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
2876                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
2877         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
2878                (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index, end,
2879                         tag))) {
2880                 unsigned i;
2881
2882                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2883                         struct page *page = pvec.pages[i];
2884
2885                         ret = submit_eb_page(page, wbc, &bio_ctrl, &eb_context);
2886                         if (ret == 0)
2887                                 continue;
2888                         if (ret < 0) {
2889                                 done = 1;
2890                                 break;
2891                         }
2892
2893                         /*
2894                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
2895                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
2896                          * at any time
2897                          */
2898                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
2899                 }
2900                 pagevec_release(&pvec);
2901                 cond_resched();
2902         }
2903         if (!scanned && !done) {
2904                 /*
2905                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
2906                  * back to the start of the file
2907                  */
2908                 scanned = 1;
2909                 index = 0;
2910                 goto retry;
2911         }
2912         /*
2913          * If something went wrong, don't allow any metadata write bio to be
2914          * submitted.
2915          *
2916          * This would prevent use-after-free if we had dirty pages not
2917          * cleaned up, which can still happen by fuzzed images.
2918          *
2919          * - Bad extent tree
2920          *   Allowing existing tree block to be allocated for other trees.
2921          *
2922          * - Log tree operations
2923          *   Exiting tree blocks get allocated to log tree, bumps its
2924          *   generation, then get cleaned in tree re-balance.
2925          *   Such tree block will not be written back, since it's clean,
2926          *   thus no WRITTEN flag set.
2927          *   And after log writes back, this tree block is not traced by
2928          *   any dirty extent_io_tree.
2929          *
2930          * - Offending tree block gets re-dirtied from its original owner
2931          *   Since it has bumped generation, no WRITTEN flag, it can be
2932          *   reused without COWing. This tree block will not be traced
2933          *   by btrfs_transaction::dirty_pages.
2934          *
2935          *   Now such dirty tree block will not be cleaned by any dirty
2936          *   extent io tree. Thus we don't want to submit such wild eb
2937          *   if the fs already has error.
2938          *
2939          * We can get ret > 0 from submit_extent_page() indicating how many ebs
2940          * were submitted. Reset it to 0 to avoid false alerts for the caller.
2941          */
2942         if (ret > 0)
2943                 ret = 0;
2944         if (!ret && BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
2945                 ret = -EROFS;
2946         submit_write_bio(&bio_ctrl, ret);
2947
2948         btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
2949         return ret;
2950 }
2951
2952 /*
2953  * Walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
2954  *
2955  * @mapping:   address space structure to write
2956  * @wbc:       subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
2957  * @bio_ctrl:  holds context for the write, namely the bio
2958  *
2959  * If a page is already under I/O, write_cache_pages() skips it, even
2960  * if it's dirty.  This is desirable behaviour for memory-cleaning writeback,
2961  * but it is INCORRECT for data-integrity system calls such as fsync().  fsync()
2962  * and msync() need to guarantee that all the data which was dirty at the time
2963  * the call was made get new I/O started against them.  If wbc->sync_mode is
2964  * WB_SYNC_ALL then we were called for data integrity and we must wait for
2965  * existing IO to complete.
2966  */
2967 static int extent_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
2968                              struct writeback_control *wbc,
2969                              struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
2970 {
2971         struct inode *inode = mapping->host;
2972         int ret = 0;
2973         int done = 0;
2974         int nr_to_write_done = 0;
2975         struct pagevec pvec;
2976         int nr_pages;
2977         pgoff_t index;
2978         pgoff_t end;            /* Inclusive */
2979         pgoff_t done_index;
2980         int range_whole = 0;
2981         int scanned = 0;
2982         xa_mark_t tag;
2983
2984         /*
2985          * We have to hold onto the inode so that ordered extents can do their
2986          * work when the IO finishes.  The alternative to this is failing to add
2987          * an ordered extent if the igrab() fails there and that is a huge pain
2988          * to deal with, so instead just hold onto the inode throughout the
2989          * writepages operation.  If it fails here we are freeing up the inode
2990          * anyway and we'd rather not waste our time writing out stuff that is
2991          * going to be truncated anyway.
2992          */
2993         if (!igrab(inode))
2994                 return 0;
2995
2996         pagevec_init(&pvec);
2997         if (wbc->range_cyclic) {
2998                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
2999                 end = -1;
3000                 /*
3001                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
3002                  * range, mark it as scanned.
3003                  */
3004                 scanned = (index == 0);
3005         } else {
3006                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
3007                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
3008                 if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
3009                         range_whole = 1;
3010                 scanned = 1;
3011         }
3012
3013         /*
3014          * We do the tagged writepage as long as the snapshot flush bit is set
3015          * and we are the first one who do the filemap_flush() on this inode.
3016          *
3017          * The nr_to_write == LONG_MAX is needed to make sure other flushers do
3018          * not race in and drop the bit.
3019          */
3020         if (range_whole && wbc->nr_to_write == LONG_MAX &&
3021             test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
3022                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
3023                 wbc->tagged_writepages = 1;
3024
3025         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
3026                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
3027         else
3028                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
3029 retry:
3030         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
3031                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
3032         done_index = index;
3033         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
3034                         (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping,
3035                                                 &index, end, tag))) {
3036                 unsigned i;
3037
3038                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3039                         struct page *page = pvec.pages[i];
3040
3041                         done_index = page->index + 1;
3042                         /*
3043                          * At this point we hold neither the i_pages lock nor
3044                          * the page lock: the page may be truncated or
3045                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
3046                          * or even swizzled back from swapper_space to
3047                          * tmpfs file mapping
3048                          */
3049                         if (!trylock_page(page)) {
3050                                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
3051                                 lock_page(page);
3052                         }
3053
3054                         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
3055                                 unlock_page(page);
3056                                 continue;
3057                         }
3058
3059                         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE) {
3060                                 if (PageWriteback(page))
3061                                         submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
3062                                 wait_on_page_writeback(page);
3063                         }
3064
3065                         if (PageWriteback(page) ||
3066                             !clear_page_dirty_for_io(page)) {
3067                                 unlock_page(page);
3068                                 continue;
3069                         }
3070
3071                         ret = __extent_writepage(page, wbc, bio_ctrl);
3072                         if (ret < 0) {
3073                                 done = 1;
3074                                 break;
3075                         }
3076
3077                         /*
3078                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
3079                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
3080                          * at any time
3081                          */
3082                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
3083                 }
3084                 pagevec_release(&pvec);
3085                 cond_resched();
3086         }
3087         if (!scanned && !done) {
3088                 /*
3089                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
3090                  * back to the start of the file
3091                  */
3092                 scanned = 1;
3093                 index = 0;
3094
3095                 /*
3096                  * If we're looping we could run into a page that is locked by a
3097                  * writer and that writer could be waiting on writeback for a
3098                  * page in our current bio, and thus deadlock, so flush the
3099                  * write bio here.
3100                  */
3101                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
3102                 goto retry;
3103         }
3104
3105         if (wbc->range_cyclic || (wbc->nr_to_write > 0 && range_whole))
3106                 mapping->writeback_index = done_index;
3107
3108         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
3109         return ret;
3110 }
3111
3112 /*
3113  * Submit the pages in the range to bio for call sites which delalloc range has
3114  * already been ran (aka, ordered extent inserted) and all pages are still
3115  * locked.
3116  */
3117 int extent_write_locked_range(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
3118 {
3119         bool found_error = false;
3120         int first_error = 0;
3121         int ret = 0;
3122         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
3123         struct page *page;
3124         u64 cur = start;
3125         unsigned long nr_pages;
3126         const u32 sectorsize = btrfs_sb(inode->i_sb)->sectorsize;
3127         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
3128                 .extent_locked = 1,
3129                 .sync_io = 1,
3130         };
3131         struct writeback_control wbc_writepages = {
3132                 .sync_mode      = WB_SYNC_ALL,
3133                 .range_start    = start,
3134                 .range_end      = end + 1,
3135                 /* We're called from an async helper function */
3136                 .punt_to_cgroup = 1,
3137                 .no_cgroup_owner = 1,
3138         };
3139
3140         ASSERT(IS_ALIGNED(start, sectorsize) && IS_ALIGNED(end + 1, sectorsize));
3141         nr_pages = (round_up(end, PAGE_SIZE) - round_down(start, PAGE_SIZE)) >>
3142                    PAGE_SHIFT;
3143         wbc_writepages.nr_to_write = nr_pages * 2;
3144
3145         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc_writepages, inode);
3146         while (cur <= end) {
3147                 u64 cur_end = min(round_down(cur, PAGE_SIZE) + PAGE_SIZE - 1, end);
3148
3149                 page = find_get_page(mapping, cur >> PAGE_SHIFT);
3150                 /*
3151                  * All pages in the range are locked since
3152                  * btrfs_run_delalloc_range(), thus there is no way to clear
3153                  * the page dirty flag.
3154                  */
3155                 ASSERT(PageLocked(page));
3156                 ASSERT(PageDirty(page));
3157                 clear_page_dirty_for_io(page);
3158                 ret = __extent_writepage(page, &wbc_writepages, &bio_ctrl);
3159                 ASSERT(ret <= 0);
3160                 if (ret < 0) {
3161                         found_error = true;
3162                         first_error = ret;
3163                 }
3164                 put_page(page);
3165                 cur = cur_end + 1;
3166         }
3167
3168         submit_write_bio(&bio_ctrl, found_error ? ret : 0);
3169
3170         wbc_detach_inode(&wbc_writepages);
3171         if (found_error)
3172                 return first_error;
3173         return ret;
3174 }
3175
3176 int extent_writepages(struct address_space *mapping,
3177                       struct writeback_control *wbc)
3178 {
3179         struct inode *inode = mapping->host;
3180         int ret = 0;
3181         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
3182                 .extent_locked = 0,
3183                 .sync_io = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL),
3184         };
3185
3186         /*
3187          * Allow only a single thread to do the reloc work in zoned mode to
3188          * protect the write pointer updates.
3189          */
3190         btrfs_zoned_data_reloc_lock(BTRFS_I(inode));
3191         ret = extent_write_cache_pages(mapping, wbc, &bio_ctrl);
3192         submit_write_bio(&bio_ctrl, ret);
3193         btrfs_zoned_data_reloc_unlock(BTRFS_I(inode));
3194         return ret;
3195 }
3196
3197 void extent_readahead(struct readahead_control *rac)
3198 {
3199         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
3200         struct page *pagepool[16];
3201         struct extent_map *em_cached = NULL;
3202         u64 prev_em_start = (u64)-1;
3203         int nr;
3204
3205         while ((nr = readahead_page_batch(rac, pagepool))) {
3206                 u64 contig_start = readahead_pos(rac);
3207                 u64 contig_end = contig_start + readahead_batch_length(rac) - 1;
3208
3209                 contiguous_readpages(pagepool, nr, contig_start, contig_end,
3210                                 &em_cached, &bio_ctrl, &prev_em_start);
3211         }
3212
3213         if (em_cached)
3214                 free_extent_map(em_cached);
3215         submit_one_bio(&bio_ctrl);
3216 }
3217
3218 /*
3219  * basic invalidate_folio code, this waits on any locked or writeback
3220  * ranges corresponding to the folio, and then deletes any extent state
3221  * records from the tree
3222  */
3223 int extent_invalidate_folio(struct extent_io_tree *tree,
3224                           struct folio *folio, size_t offset)
3225 {
3226         struct extent_state *cached_state = NULL;
3227         u64 start = folio_pos(folio);
3228         u64 end = start + folio_size(folio) - 1;
3229         size_t blocksize = folio->mapping->host->i_sb->s_blocksize;
3230
3231         /* This function is only called for the btree inode */
3232         ASSERT(tree->owner == IO_TREE_BTREE_INODE_IO);
3233
3234         start += ALIGN(offset, blocksize);
3235         if (start > end)
3236                 return 0;
3237
3238         lock_extent(tree, start, end, &cached_state);
3239         folio_wait_writeback(folio);
3240
3241         /*
3242          * Currently for btree io tree, only EXTENT_LOCKED is utilized,
3243          * so here we only need to unlock the extent range to free any
3244          * existing extent state.
3245          */
3246         unlock_extent(tree, start, end, &cached_state);
3247         return 0;
3248 }
3249
3250 /*
3251  * a helper for release_folio, this tests for areas of the page that
3252  * are locked or under IO and drops the related state bits if it is safe
3253  * to drop the page.
3254  */
3255 static int try_release_extent_state(struct extent_io_tree *tree,
3256                                     struct page *page, gfp_t mask)
3257 {
3258         u64 start = page_offset(page);
3259         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3260         int ret = 1;
3261
3262         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, 0, NULL)) {
3263                 ret = 0;
3264         } else {
3265                 u32 clear_bits = ~(EXTENT_LOCKED | EXTENT_NODATASUM |
3266                                    EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_CTLBITS);
3267
3268                 /*
3269                  * At this point we can safely clear everything except the
3270                  * locked bit, the nodatasum bit and the delalloc new bit.
3271                  * The delalloc new bit will be cleared by ordered extent
3272                  * completion.
3273                  */
3274                 ret = __clear_extent_bit(tree, start, end, clear_bits, NULL,
3275                                          mask, NULL);
3276
3277                 /* if clear_extent_bit failed for enomem reasons,
3278                  * we can't allow the release to continue.
3279                  */
3280                 if (ret < 0)
3281                         ret = 0;
3282                 else
3283                         ret = 1;
3284         }
3285         return ret;
3286 }
3287
3288 /*
3289  * a helper for release_folio.  As long as there are no locked extents
3290  * in the range corresponding to the page, both state records and extent
3291  * map records are removed
3292  */
3293 int try_release_extent_mapping(struct page *page, gfp_t mask)
3294 {
3295         struct extent_map *em;
3296         u64 start = page_offset(page);
3297         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3298         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
3299         struct extent_io_tree *tree = &btrfs_inode->io_tree;
3300         struct extent_map_tree *map = &btrfs_inode->extent_tree;
3301
3302         if (gfpflags_allow_blocking(mask) &&
3303             page->mapping->host->i_size > SZ_16M) {
3304                 u64 len;
3305                 while (start <= end) {
3306                         struct btrfs_fs_info *fs_info;
3307                         u64 cur_gen;
3308
3309                         len = end - start + 1;
3310                         write_lock(&map->lock);
3311                         em = lookup_extent_mapping(map, start, len);
3312                         if (!em) {
3313                                 write_unlock(&map->lock);
3314                                 break;
3315                         }
3316                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags) ||
3317                             em->start != start) {
3318                                 write_unlock(&map->lock);
3319                                 free_extent_map(em);
3320                                 break;
3321                         }
3322                         if (test_range_bit(tree, em->start,
3323                                            extent_map_end(em) - 1,
3324                                            EXTENT_LOCKED, 0, NULL))
3325                                 goto next;
3326                         /*
3327                          * If it's not in the list of modified extents, used
3328                          * by a fast fsync, we can remove it. If it's being
3329                          * logged we can safely remove it since fsync took an
3330                          * extra reference on the em.
3331                          */
3332                         if (list_empty(&em->list) ||
3333                             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
3334                                 goto remove_em;
3335                         /*
3336                          * If it's in the list of modified extents, remove it
3337                          * only if its generation is older then the current one,
3338                          * in which case we don't need it for a fast fsync.
3339                          * Otherwise don't remove it, we could be racing with an
3340                          * ongoing fast fsync that could miss the new extent.
3341                          */
3342                         fs_info = btrfs_inode->root->fs_info;
3343                         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
3344                         cur_gen = fs_info->generation;
3345                         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
3346                         if (em->generation >= cur_gen)
3347                                 goto next;
3348 remove_em:
3349                         /*
3350                          * We only remove extent maps that are not in the list of
3351                          * modified extents or that are in the list but with a
3352                          * generation lower then the current generation, so there
3353                          * is no need to set the full fsync flag on the inode (it
3354                          * hurts the fsync performance for workloads with a data
3355                          * size that exceeds or is close to the system's memory).
3356                          */
3357                         remove_extent_mapping(map, em);
3358                         /* once for the rb tree */
3359                         free_extent_map(em);
3360 next:
3361                         start = extent_map_end(em);
3362                         write_unlock(&map->lock);
3363
3364                         /* once for us */
3365                         free_extent_map(em);
3366
3367                         cond_resched(); /* Allow large-extent preemption. */
3368                 }
3369         }
3370         return try_release_extent_state(tree, page, mask);
3371 }
3372
3373 /*
3374  * To cache previous fiemap extent
3375  *
3376  * Will be used for merging fiemap extent
3377  */
3378 struct fiemap_cache {
3379         u64 offset;
3380         u64 phys;
3381         u64 len;
3382         u32 flags;
3383         bool cached;
3384 };
3385
3386 /*
3387  * Helper to submit fiemap extent.
3388  *
3389  * Will try to merge current fiemap extent specified by @offset, @phys,
3390  * @len and @flags with cached one.
3391  * And only when we fails to merge, cached one will be submitted as
3392  * fiemap extent.
3393  *
3394  * Return value is the same as fiemap_fill_next_extent().
3395  */
3396 static int emit_fiemap_extent(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
3397                                 struct fiemap_cache *cache,
3398                                 u64 offset, u64 phys, u64 len, u32 flags)
3399 {
3400         int ret = 0;
3401
3402         /* Set at the end of extent_fiemap(). */
3403         ASSERT((flags & FIEMAP_EXTENT_LAST) == 0);
3404
3405         if (!cache->cached)
3406                 goto assign;
3407
3408         /*
3409          * Sanity check, extent_fiemap() should have ensured that new
3410          * fiemap extent won't overlap with cached one.
3411          * Not recoverable.
3412          *
3413          * NOTE: Physical address can overlap, due to compression
3414          */
3415         if (cache->offset + cache->len > offset) {
3416                 WARN_ON(1);
3417                 return -EINVAL;
3418         }
3419
3420         /*
3421          * Only merges fiemap extents if
3422          * 1) Their logical addresses are continuous
3423          *
3424          * 2) Their physical addresses are continuous
3425          *    So truly compressed (physical size smaller than logical size)
3426          *    extents won't get merged with each other
3427          *
3428          * 3) Share same flags
3429          */
3430         if (cache->offset + cache->len  == offset &&
3431             cache->phys + cache->len == phys  &&
3432             cache->flags == flags) {
3433                 cache->len += len;
3434                 return 0;
3435         }
3436
3437         /* Not mergeable, need to submit cached one */
3438         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
3439                                       cache->len, cache->flags);
3440         cache->cached = false;
3441         if (ret)
3442                 return ret;
3443 assign:
3444         cache->cached = true;
3445         cache->offset = offset;
3446         cache->phys = phys;
3447         cache->len = len;
3448         cache->flags = flags;
3449
3450         return 0;
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Emit last fiemap cache
3455  *
3456  * The last fiemap cache may still be cached in the following case:
3457  * 0                  4k                    8k
3458  * |<- Fiemap range ->|
3459  * |<------------  First extent ----------->|
3460  *
3461  * In this case, the first extent range will be cached but not emitted.
3462  * So we must emit it before ending extent_fiemap().
3463  */
3464 static int emit_last_fiemap_cache(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
3465                                   struct fiemap_cache *cache)
3466 {
3467         int ret;
3468
3469         if (!cache->cached)
3470                 return 0;
3471
3472         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
3473                                       cache->len, cache->flags);
3474         cache->cached = false;
3475         if (ret > 0)
3476                 ret = 0;
3477         return ret;
3478 }
3479
3480 static int fiemap_next_leaf_item(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path)
3481 {
3482         struct extent_buffer *clone;
3483         struct btrfs_key key;
3484         int slot;
3485         int ret;
3486
3487         path->slots[0]++;
3488         if (path->slots[0] < btrfs_header_nritems(path->nodes[0]))
3489                 return 0;
3490
3491         ret = btrfs_next_leaf(inode->root, path);
3492         if (ret != 0)
3493                 return ret;
3494
3495         /*
3496          * Don't bother with cloning if there are no more file extent items for
3497          * our inode.
3498          */
3499         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
3500         if (key.objectid != btrfs_ino(inode) || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3501                 return 1;
3502
3503         /* See the comment at fiemap_search_slot() about why we clone. */
3504         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
3505         if (!clone)
3506                 return -ENOMEM;
3507
3508         slot = path->slots[0];
3509         btrfs_release_path(path);
3510         path->nodes[0] = clone;
3511         path->slots[0] = slot;
3512
3513         return 0;
3514 }
3515
3516 /*
3517  * Search for the first file extent item that starts at a given file offset or
3518  * the one that starts immediately before that offset.
3519  * Returns: 0 on success, < 0 on error, 1 if not found.
3520  */
3521 static int fiemap_search_slot(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
3522                               u64 file_offset)
3523 {
3524         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
3525         struct btrfs_root *root = inode->root;
3526         struct extent_buffer *clone;
3527         struct btrfs_key key;
3528         int slot;
3529         int ret;
3530
3531         key.objectid = ino;
3532         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3533         key.offset = file_offset;
3534
3535         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3536         if (ret < 0)
3537                 return ret;
3538
3539         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
3540                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
3541                 if (key.objectid == ino && key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3542                         path->slots[0]--;
3543         }
3544
3545         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
3546                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
3547                 if (ret != 0)
3548                         return ret;
3549
3550                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
3551                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3552                         return 1;
3553         }
3554
3555         /*
3556          * We clone the leaf and use it during fiemap. This is because while
3557          * using the leaf we do expensive things like checking if an extent is
3558          * shared, which can take a long time. In order to prevent blocking
3559          * other tasks for too long, we use a clone of the leaf. We have locked
3560          * the file range in the inode's io tree, so we know none of our file
3561          * extent items can change. This way we avoid blocking other tasks that
3562          * want to insert items for other inodes in the same leaf or b+tree
3563          * rebalance operations (triggered for example when someone is trying
3564          * to push items into this leaf when trying to insert an item in a
3565          * neighbour leaf).
3566          * We also need the private clone because holding a read lock on an
3567          * extent buffer of the subvolume's b+tree will make lockdep unhappy
3568          * when we call fiemap_fill_next_extent(), because that may cause a page
3569          * fault when filling the user space buffer with fiemap data.
3570          */
3571         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
3572         if (!clone)
3573                 return -ENOMEM;
3574
3575         slot = path->slots[0];
3576         btrfs_release_path(path);
3577         path->nodes[0] = clone;
3578         path->slots[0] = slot;
3579
3580         return 0;
3581 }
3582
3583 /*
3584  * Process a range which is a hole or a prealloc extent in the inode's subvolume
3585  * btree. If @disk_bytenr is 0, we are dealing with a hole, otherwise a prealloc
3586  * extent. The end offset (@end) is inclusive.
3587  */
3588 static int fiemap_process_hole(struct btrfs_inode *inode,
3589                                struct fiemap_extent_info *fieinfo,
3590                                struct fiemap_cache *cache,
3591                                struct extent_state **delalloc_cached_state,
3592                                struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx,
3593                                u64 disk_bytenr, u64 extent_offset,
3594                                u64 extent_gen,
3595                                u64 start, u64 end)
3596 {
3597         const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
3598         u64 cur_offset = start;
3599         u64 last_delalloc_end = 0;
3600         u32 prealloc_flags = FIEMAP_EXTENT_UNWRITTEN;
3601         bool checked_extent_shared = false;
3602         int ret;
3603
3604         /*
3605          * There can be no delalloc past i_size, so don't waste time looking for
3606          * it beyond i_size.
3607          */
3608         while (cur_offset < end && cur_offset < i_size) {
3609                 u64 delalloc_start;
3610                 u64 delalloc_end;
3611                 u64 prealloc_start;
3612                 u64 prealloc_len = 0;
3613                 bool delalloc;
3614
3615                 delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode, cur_offset, end,
3616                                                         delalloc_cached_state,
3617                                                         &delalloc_start,
3618                                                         &delalloc_end);
3619                 if (!delalloc)
3620                         break;
3621
3622                 /*
3623                  * If this is a prealloc extent we have to report every section
3624                  * of it that has no delalloc.
3625                  */
3626                 if (disk_bytenr != 0) {
3627                         if (last_delalloc_end == 0) {
3628                                 prealloc_start = start;
3629                                 prealloc_len = delalloc_start - start;
3630                         } else {
3631                                 prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
3632                                 prealloc_len = delalloc_start - prealloc_start;
3633                         }
3634                 }
3635
3636                 if (prealloc_len > 0) {
3637                         if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
3638                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
3639                                                                   disk_bytenr,
3640                                                                   extent_gen,
3641                                                                   backref_ctx);
3642                                 if (ret < 0)
3643                                         return ret;
3644                                 else if (ret > 0)
3645                                         prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
3646
3647                                 checked_extent_shared = true;
3648                         }
3649                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
3650                                                  disk_bytenr + extent_offset,
3651                                                  prealloc_len, prealloc_flags);
3652                         if (ret)
3653                                 return ret;
3654                         extent_offset += prealloc_len;
3655                 }
3656
3657                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, delalloc_start, 0,
3658                                          delalloc_end + 1 - delalloc_start,
3659                                          FIEMAP_EXTENT_DELALLOC |
3660                                          FIEMAP_EXTENT_UNKNOWN);
3661                 if (ret)
3662                         return ret;
3663
3664                 last_delalloc_end = delalloc_end;
3665                 cur_offset = delalloc_end + 1;
3666                 extent_offset += cur_offset - delalloc_start;
3667                 cond_resched();
3668         }
3669
3670         /*
3671          * Either we found no delalloc for the whole prealloc extent or we have
3672          * a prealloc extent that spans i_size or starts at or after i_size.
3673          */
3674         if (disk_bytenr != 0 && last_delalloc_end < end) {
3675                 u64 prealloc_start;
3676                 u64 prealloc_len;
3677
3678                 if (last_delalloc_end == 0) {
3679                         prealloc_start = start;
3680                         prealloc_len = end + 1 - start;
3681                 } else {
3682                         prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
3683                         prealloc_len = end + 1 - prealloc_start;
3684                 }
3685
3686                 if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
3687                         ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
3688                                                           disk_bytenr,
3689                                                           extent_gen,
3690                                                           backref_ctx);
3691                         if (ret < 0)
3692                                 return ret;
3693                         else if (ret > 0)
3694                                 prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
3695                 }
3696                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
3697                                          disk_bytenr + extent_offset,
3698                                          prealloc_len, prealloc_flags);
3699                 if (ret)
3700                         return ret;
3701         }
3702
3703         return 0;
3704 }
3705
3706 static int fiemap_find_last_extent_offset(struct btrfs_inode *inode,
3707                                           struct btrfs_path *path,
3708                                           u64 *last_extent_end_ret)
3709 {
3710         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
3711         struct btrfs_root *root = inode->root;
3712         struct extent_buffer *leaf;
3713         struct btrfs_file_extent_item *ei;
3714         struct btrfs_key key;
3715         u64 disk_bytenr;
3716         int ret;
3717
3718         /*
3719          * Lookup the last file extent. We're not using i_size here because
3720          * there might be preallocation past i_size.
3721          */
3722         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino, (u64)-1, 0);
3723         /* There can't be a file extent item at offset (u64)-1 */
3724         ASSERT(ret != 0);
3725         if (ret < 0)
3726                 return ret;
3727
3728         /*
3729          * For a non-existing key, btrfs_search_slot() always leaves us at a
3730          * slot > 0, except if the btree is empty, which is impossible because
3731          * at least it has the inode item for this inode and all the items for
3732          * the root inode 256.
3733          */
3734         ASSERT(path->slots[0] > 0);
3735         path->slots[0]--;
3736         leaf = path->nodes[0];
3737         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
3738         if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
3739                 /* No file extent items in the subvolume tree. */
3740                 *last_extent_end_ret = 0;
3741                 return 0;
3742         }
3743
3744         /*
3745          * For an inline extent, the disk_bytenr is where inline data starts at,
3746          * so first check if we have an inline extent item before checking if we
3747          * have an implicit hole (disk_bytenr == 0).
3748          */
3749         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
3750         if (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
3751                 *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
3752                 return 0;
3753         }
3754
3755         /*
3756          * Find the last file extent item that is not a hole (when NO_HOLES is
3757          * not enabled). This should take at most 2 iterations in the worst
3758          * case: we have one hole file extent item at slot 0 of a leaf and
3759          * another hole file extent item as the last item in the previous leaf.
3760          * This is because we merge file extent items that represent holes.
3761          */
3762         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
3763         while (disk_bytenr == 0) {
3764                 ret = btrfs_previous_item(root, path, ino, BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
3765                 if (ret < 0) {
3766                         return ret;
3767                 } else if (ret > 0) {
3768                         /* No file extent items that are not holes. */
3769                         *last_extent_end_ret = 0;
3770                         return 0;
3771                 }
3772                 leaf = path->nodes[0];
3773                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3774                                     struct btrfs_file_extent_item);
3775                 disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
3776         }
3777
3778         *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
3779         return 0;
3780 }
3781
3782 int extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
3783                   u64 start, u64 len)
3784 {
3785         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
3786         struct extent_state *cached_state = NULL;
3787         struct extent_state *delalloc_cached_state = NULL;
3788         struct btrfs_path *path;
3789         struct fiemap_cache cache = { 0 };
3790         struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx;
3791         u64 last_extent_end;
3792         u64 prev_extent_end;
3793         u64 lockstart;
3794         u64 lockend;
3795         bool stopped = false;
3796         int ret;
3797
3798         backref_ctx = btrfs_alloc_backref_share_check_ctx();
3799         path = btrfs_alloc_path();
3800         if (!backref_ctx || !path) {
3801                 ret = -ENOMEM;
3802                 goto out;
3803         }
3804
3805         lockstart = round_down(start, inode->root->fs_info->sectorsize);
3806         lockend = round_up(start + len, inode->root->fs_info->sectorsize);
3807         prev_extent_end = lockstart;
3808
3809         lock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
3810
3811         ret = fiemap_find_last_extent_offset(inode, path, &last_extent_end);
3812         if (ret < 0)
3813                 goto out_unlock;
3814         btrfs_release_path(path);
3815
3816         path->reada = READA_FORWARD;
3817         ret = fiemap_search_slot(inode, path, lockstart);
3818         if (ret < 0) {
3819                 goto out_unlock;
3820         } else if (ret > 0) {
3821                 /*
3822                  * No file extent item found, but we may have delalloc between
3823                  * the current offset and i_size. So check for that.
3824                  */
3825                 ret = 0;
3826                 goto check_eof_delalloc;
3827         }
3828
3829         while (prev_extent_end < lockend) {
3830                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
3831                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
3832                 struct btrfs_key key;
3833                 u64 extent_end;
3834                 u64 extent_len;
3835                 u64 extent_offset = 0;
3836                 u64 extent_gen;
3837                 u64 disk_bytenr = 0;
3838                 u64 flags = 0;
3839                 int extent_type;
3840                 u8 compression;
3841
3842                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
3843                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3844                         break;
3845
3846                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
3847
3848                 /*
3849                  * The first iteration can leave us at an extent item that ends
3850                  * before our range's start. Move to the next item.
3851                  */
3852                 if (extent_end <= lockstart)
3853                         goto next_item;
3854
3855                 backref_ctx->curr_leaf_bytenr = leaf->start;
3856
3857                 /* We have in implicit hole (NO_HOLES feature enabled). */
3858                 if (prev_extent_end < key.offset) {
3859                         const u64 range_end = min(key.offset, lockend) - 1;
3860
3861                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3862                                                   &delalloc_cached_state,
3863                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
3864                                                   prev_extent_end, range_end);
3865                         if (ret < 0) {
3866                                 goto out_unlock;
3867                         } else if (ret > 0) {
3868                                 /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
3869                                 stopped = true;
3870                                 break;
3871                         }
3872
3873                         /* We've reached the end of the fiemap range, stop. */
3874                         if (key.offset >= lockend) {
3875                                 stopped = true;
3876                                 break;
3877                         }
3878                 }
3879
3880                 extent_len = extent_end - key.offset;
3881                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3882                                     struct btrfs_file_extent_item);
3883                 compression = btrfs_file_extent_compression(leaf, ei);
3884                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
3885                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, ei);
3886
3887                 if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
3888                         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
3889                         if (compression == BTRFS_COMPRESS_NONE)
3890                                 extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
3891                 }
3892
3893                 if (compression != BTRFS_COMPRESS_NONE)
3894                         flags |= FIEMAP_EXTENT_ENCODED;
3895
3896                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
3897                         flags |= FIEMAP_EXTENT_DATA_INLINE;
3898                         flags |= FIEMAP_EXTENT_NOT_ALIGNED;
3899                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset, 0,
3900                                                  extent_len, flags);
3901                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
3902                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3903                                                   &delalloc_cached_state,
3904                                                   backref_ctx,
3905                                                   disk_bytenr, extent_offset,
3906                                                   extent_gen, key.offset,
3907                                                   extent_end - 1);
3908                 } else if (disk_bytenr == 0) {
3909                         /* We have an explicit hole. */
3910                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3911                                                   &delalloc_cached_state,
3912                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
3913                                                   key.offset, extent_end - 1);
3914                 } else {
3915                         /* We have a regular extent. */
3916                         if (fieinfo->fi_extents_max) {
3917                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
3918                                                                   disk_bytenr,
3919                                                                   extent_gen,
3920                                                                   backref_ctx);
3921                                 if (ret < 0)
3922                                         goto out_unlock;
3923                                 else if (ret > 0)
3924                                         flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
3925                         }
3926
3927                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset,
3928                                                  disk_bytenr + extent_offset,
3929                                                  extent_len, flags);
3930                 }
3931
3932                 if (ret < 0) {
3933                         goto out_unlock;
3934                 } else if (ret > 0) {
3935                         /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
3936                         stopped = true;
3937                         break;
3938                 }
3939
3940                 prev_extent_end = extent_end;
3941 next_item:
3942                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3943                         ret = -EINTR;
3944                         goto out_unlock;
3945                 }
3946
3947                 ret = fiemap_next_leaf_item(inode, path);
3948                 if (ret < 0) {
3949                         goto out_unlock;
3950                 } else if (ret > 0) {
3951                         /* No more file extent items for this inode. */
3952                         break;
3953                 }
3954                 cond_resched();
3955         }
3956
3957 check_eof_delalloc:
3958         /*
3959          * Release (and free) the path before emitting any final entries to
3960          * fiemap_fill_next_extent() to keep lockdep happy. This is because
3961          * once we find no more file extent items exist, we may have a
3962          * non-cloned leaf, and fiemap_fill_next_extent() can trigger page
3963          * faults when copying data to the user space buffer.
3964          */
3965         btrfs_free_path(path);
3966         path = NULL;
3967
3968         if (!stopped && prev_extent_end < lockend) {
3969                 ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3970                                           &delalloc_cached_state, backref_ctx,
3971                                           0, 0, 0, prev_extent_end, lockend - 1);
3972                 if (ret < 0)
3973                         goto out_unlock;
3974                 prev_extent_end = lockend;
3975         }
3976
3977         if (cache.cached && cache.offset + cache.len >= last_extent_end) {
3978                 const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
3979
3980                 if (prev_extent_end < i_size) {
3981                         u64 delalloc_start;
3982                         u64 delalloc_end;
3983                         bool delalloc;
3984
3985                         delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode,
3986                                                                 prev_extent_end,
3987                                                                 i_size - 1,
3988                                                                 &delalloc_cached_state,
3989                                                                 &delalloc_start,
3990                                                                 &delalloc_end);
3991                         if (!delalloc)
3992                                 cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
3993                 } else {
3994                         cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
3995                 }
3996         }
3997
3998         ret = emit_last_fiemap_cache(fieinfo, &cache);
3999
4000 out_unlock:
4001         unlock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
4002 out:
4003         free_extent_state(delalloc_cached_state);
4004         btrfs_free_backref_share_ctx(backref_ctx);
4005         btrfs_free_path(path);
4006         return ret;
4007 }
4008
4009 static void __free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
4010 {
4011         kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
4012 }
4013
4014 int extent_buffer_under_io(const struct extent_buffer *eb)
4015 {
4016         return (atomic_read(&eb->io_pages) ||
4017                 test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags) ||
4018                 test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
4019 }
4020
4021 static bool page_range_has_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
4022 {
4023         struct btrfs_subpage *subpage;
4024
4025         lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
4026
4027         if (PagePrivate(page)) {
4028                 subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
4029                 if (atomic_read(&subpage->eb_refs))
4030                         return true;
4031                 /*
4032                  * Even there is no eb refs here, we may still have
4033                  * end_page_read() call relying on page::private.
4034                  */
4035                 if (atomic_read(&subpage->readers))
4036                         return true;
4037         }
4038         return false;
4039 }
4040
4041 static void detach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb, struct page *page)
4042 {
4043         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4044         const bool mapped = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
4045
4046         /*
4047          * For mapped eb, we're going to change the page private, which should
4048          * be done under the private_lock.
4049          */
4050         if (mapped)
4051                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4052
4053         if (!PagePrivate(page)) {
4054                 if (mapped)
4055                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4056                 return;
4057         }
4058
4059         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
4060                 /*
4061                  * We do this since we'll remove the pages after we've
4062                  * removed the eb from the radix tree, so we could race
4063                  * and have this page now attached to the new eb.  So
4064                  * only clear page_private if it's still connected to
4065                  * this eb.
4066                  */
4067                 if (PagePrivate(page) &&
4068                     page->private == (unsigned long)eb) {
4069                         BUG_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
4070                         BUG_ON(PageDirty(page));
4071                         BUG_ON(PageWriteback(page));
4072                         /*
4073                          * We need to make sure we haven't be attached
4074                          * to a new eb.
4075                          */
4076                         detach_page_private(page);
4077                 }
4078                 if (mapped)
4079                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4080                 return;
4081         }
4082
4083         /*
4084          * For subpage, we can have dummy eb with page private.  In this case,
4085          * we can directly detach the private as such page is only attached to
4086          * one dummy eb, no sharing.
4087          */
4088         if (!mapped) {
4089                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
4090                 return;
4091         }
4092
4093         btrfs_page_dec_eb_refs(fs_info, page);
4094
4095         /*
4096          * We can only detach the page private if there are no other ebs in the
4097          * page range and no unfinished IO.
4098          */
4099         if (!page_range_has_eb(fs_info, page))
4100                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
4101
4102         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4103 }
4104
4105 /* Release all pages attached to the extent buffer */
4106 static void btrfs_release_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb)
4107 {
4108         int i;
4109         int num_pages;
4110
4111         ASSERT(!extent_buffer_under_io(eb));
4112
4113         num_pages = num_extent_pages(eb);
4114         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4115                 struct page *page = eb->pages[i];
4116
4117                 if (!page)
4118                         continue;
4119
4120                 detach_extent_buffer_page(eb, page);
4121
4122                 /* One for when we allocated the page */
4123                 put_page(page);
4124         }
4125 }
4126
4127 /*
4128  * Helper for releasing the extent buffer.
4129  */
4130 static inline void btrfs_release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
4131 {
4132         btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
4133         btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
4134         __free_extent_buffer(eb);
4135 }
4136
4137 static struct extent_buffer *
4138 __alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start,
4139                       unsigned long len)
4140 {
4141         struct extent_buffer *eb = NULL;
4142
4143         eb = kmem_cache_zalloc(extent_buffer_cache, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
4144         eb->start = start;
4145         eb->len = len;
4146         eb->fs_info = fs_info;
4147         init_rwsem(&eb->lock);
4148
4149         btrfs_leak_debug_add_eb(eb);
4150         INIT_LIST_HEAD(&eb->release_list);
4151
4152         spin_lock_init(&eb->refs_lock);
4153         atomic_set(&eb->refs, 1);
4154         atomic_set(&eb->io_pages, 0);
4155
4156         ASSERT(len <= BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE);
4157
4158         return eb;
4159 }
4160
4161 struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src)
4162 {
4163         int i;
4164         struct extent_buffer *new;
4165         int num_pages = num_extent_pages(src);
4166         int ret;
4167
4168         new = __alloc_extent_buffer(src->fs_info, src->start, src->len);
4169         if (new == NULL)
4170                 return NULL;
4171
4172         /*
4173          * Set UNMAPPED before calling btrfs_release_extent_buffer(), as
4174          * btrfs_release_extent_buffer() have different behavior for
4175          * UNMAPPED subpage extent buffer.
4176          */
4177         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &new->bflags);
4178
4179         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, new->pages);
4180         if (ret) {
4181                 btrfs_release_extent_buffer(new);
4182                 return NULL;
4183         }
4184
4185         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4186                 int ret;
4187                 struct page *p = new->pages[i];
4188
4189                 ret = attach_extent_buffer_page(new, p, NULL);
4190                 if (ret < 0) {
4191                         btrfs_release_extent_buffer(new);
4192                         return NULL;
4193                 }
4194                 WARN_ON(PageDirty(p));
4195                 copy_page(page_address(p), page_address(src->pages[i]));
4196         }
4197         set_extent_buffer_uptodate(new);
4198
4199         return new;
4200 }
4201
4202 struct extent_buffer *__alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4203                                                   u64 start, unsigned long len)
4204 {
4205         struct extent_buffer *eb;
4206         int num_pages;
4207         int i;
4208         int ret;
4209
4210         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
4211         if (!eb)
4212                 return NULL;
4213
4214         num_pages = num_extent_pages(eb);
4215         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, eb->pages);
4216         if (ret)
4217                 goto err;
4218
4219         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4220                 struct page *p = eb->pages[i];
4221
4222                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, NULL);
4223                 if (ret < 0)
4224                         goto err;
4225         }
4226
4227         set_extent_buffer_uptodate(eb);
4228         btrfs_set_header_nritems(eb, 0);
4229         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
4230
4231         return eb;
4232 err:
4233         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4234                 if (eb->pages[i]) {
4235                         detach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i]);
4236                         __free_page(eb->pages[i]);
4237                 }
4238         }
4239         __free_extent_buffer(eb);
4240         return NULL;
4241 }
4242
4243 struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4244                                                 u64 start)
4245 {
4246         return __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start, fs_info->nodesize);
4247 }
4248
4249 static void check_buffer_tree_ref(struct extent_buffer *eb)
4250 {
4251         int refs;
4252         /*
4253          * The TREE_REF bit is first set when the extent_buffer is added
4254          * to the radix tree. It is also reset, if unset, when a new reference
4255          * is created by find_extent_buffer.
4256          *
4257          * It is only cleared in two cases: freeing the last non-tree
4258          * reference to the extent_buffer when its STALE bit is set or
4259          * calling release_folio when the tree reference is the only reference.
4260          *
4261          * In both cases, care is taken to ensure that the extent_buffer's
4262          * pages are not under io. However, release_folio can be concurrently
4263          * called with creating new references, which is prone to race
4264          * conditions between the calls to check_buffer_tree_ref in those
4265          * codepaths and clearing TREE_REF in try_release_extent_buffer.
4266          *
4267          * The actual lifetime of the extent_buffer in the radix tree is
4268          * adequately protected by the refcount, but the TREE_REF bit and
4269          * its corresponding reference are not. To protect against this
4270          * class of races, we call check_buffer_tree_ref from the codepaths
4271          * which trigger io after they set eb->io_pages. Note that once io is
4272          * initiated, TREE_REF can no longer be cleared, so that is the
4273          * moment at which any such race is best fixed.
4274          */
4275         refs = atomic_read(&eb->refs);
4276         if (refs >= 2 && test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
4277                 return;
4278
4279         spin_lock(&eb->refs_lock);
4280         if (!test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
4281                 atomic_inc(&eb->refs);
4282         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4283 }
4284
4285 static void mark_extent_buffer_accessed(struct extent_buffer *eb,
4286                 struct page *accessed)
4287 {
4288         int num_pages, i;
4289
4290         check_buffer_tree_ref(eb);
4291
4292         num_pages = num_extent_pages(eb);
4293         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4294                 struct page *p = eb->pages[i];
4295
4296                 if (p != accessed)
4297                         mark_page_accessed(p);
4298         }
4299 }
4300
4301 struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4302                                          u64 start)
4303 {
4304         struct extent_buffer *eb;
4305
4306         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
4307         if (!eb)
4308                 return NULL;
4309         /*
4310          * Lock our eb's refs_lock to avoid races with free_extent_buffer().
4311          * When we get our eb it might be flagged with EXTENT_BUFFER_STALE and
4312          * another task running free_extent_buffer() might have seen that flag
4313          * set, eb->refs == 2, that the buffer isn't under IO (dirty and
4314          * writeback flags not set) and it's still in the tree (flag
4315          * EXTENT_BUFFER_TREE_REF set), therefore being in the process of
4316          * decrementing the extent buffer's reference count twice.  So here we
4317          * could race and increment the eb's reference count, clear its stale
4318          * flag, mark it as dirty and drop our reference before the other task
4319          * finishes executing free_extent_buffer, which would later result in
4320          * an attempt to free an extent buffer that is dirty.
4321          */
4322         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags)) {
4323                 spin_lock(&eb->refs_lock);
4324                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4325         }
4326         mark_extent_buffer_accessed(eb, NULL);
4327         return eb;
4328 }
4329
4330 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
4331 struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4332                                         u64 start)
4333 {
4334         struct extent_buffer *eb, *exists = NULL;
4335         int ret;
4336
4337         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
4338         if (eb)
4339                 return eb;
4340         eb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start);
4341         if (!eb)
4342                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4343         eb->fs_info = fs_info;
4344 again:
4345         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
4346         if (ret) {
4347                 exists = ERR_PTR(ret);
4348                 goto free_eb;
4349         }
4350         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4351         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
4352                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
4353         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4354         radix_tree_preload_end();
4355         if (ret == -EEXIST) {
4356                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
4357                 if (exists)
4358                         goto free_eb;
4359                 else
4360                         goto again;
4361         }
4362         check_buffer_tree_ref(eb);
4363         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
4364
4365         return eb;
4366 free_eb:
4367         btrfs_release_extent_buffer(eb);
4368         return exists;
4369 }
4370 #endif
4371
4372 static struct extent_buffer *grab_extent_buffer(
4373                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
4374 {
4375         struct extent_buffer *exists;
4376
4377         /*
4378          * For subpage case, we completely rely on radix tree to ensure we
4379          * don't try to insert two ebs for the same bytenr.  So here we always
4380          * return NULL and just continue.
4381          */
4382         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
4383                 return NULL;
4384
4385         /* Page not yet attached to an extent buffer */
4386         if (!PagePrivate(page))
4387                 return NULL;
4388
4389         /*
4390          * We could have already allocated an eb for this page and attached one
4391          * so lets see if we can get a ref on the existing eb, and if we can we
4392          * know it's good and we can just return that one, else we know we can
4393          * just overwrite page->private.
4394          */
4395         exists = (struct extent_buffer *)page->private;
4396         if (atomic_inc_not_zero(&exists->refs))
4397                 return exists;
4398
4399         WARN_ON(PageDirty(page));
4400         detach_page_private(page);
4401         return NULL;
4402 }
4403
4404 static int check_eb_alignment(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
4405 {
4406         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize)) {
4407                 btrfs_err(fs_info, "bad tree block start %llu", start);
4408                 return -EINVAL;
4409         }
4410
4411         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE &&
4412             offset_in_page(start) + fs_info->nodesize > PAGE_SIZE) {
4413                 btrfs_err(fs_info,
4414                 "tree block crosses page boundary, start %llu nodesize %u",
4415                           start, fs_info->nodesize);
4416                 return -EINVAL;
4417         }
4418         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE &&
4419             !PAGE_ALIGNED(start)) {
4420                 btrfs_err(fs_info,
4421                 "tree block is not page aligned, start %llu nodesize %u",
4422                           start, fs_info->nodesize);
4423                 return -EINVAL;
4424         }
4425         return 0;
4426 }
4427
4428 struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4429                                           u64 start, u64 owner_root, int level)
4430 {
4431         unsigned long len = fs_info->nodesize;
4432         int num_pages;
4433         int i;
4434         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
4435         struct extent_buffer *eb;
4436         struct extent_buffer *exists = NULL;
4437         struct page *p;
4438         struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
4439         u64 lockdep_owner = owner_root;
4440         int uptodate = 1;
4441         int ret;
4442
4443         if (check_eb_alignment(fs_info, start))
4444                 return ERR_PTR(-EINVAL);
4445
4446 #if BITS_PER_LONG == 32
4447         if (start >= MAX_LFS_FILESIZE) {
4448                 btrfs_err_rl(fs_info,
4449                 "extent buffer %llu is beyond 32bit page cache limit", start);
4450                 btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
4451                 return ERR_PTR(-EOVERFLOW);
4452         }
4453         if (start >= BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
4454                 btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
4455 #endif
4456
4457         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
4458         if (eb)
4459                 return eb;
4460
4461         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
4462         if (!eb)
4463                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
4464
4465         /*
4466          * The reloc trees are just snapshots, so we need them to appear to be
4467          * just like any other fs tree WRT lockdep.
4468          */
4469         if (lockdep_owner == BTRFS_TREE_RELOC_OBJECTID)
4470                 lockdep_owner = BTRFS_FS_TREE_OBJECTID;
4471
4472         btrfs_set_buffer_lockdep_class(lockdep_owner, eb, level);
4473
4474         num_pages = num_extent_pages(eb);
4475         for (i = 0; i < num_pages; i++, index++) {
4476                 struct btrfs_subpage *prealloc = NULL;
4477
4478                 p = find_or_create_page(mapping, index, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
4479                 if (!p) {
4480                         exists = ERR_PTR(-ENOMEM);
4481                         goto free_eb;
4482                 }
4483
4484                 /*
4485                  * Preallocate page->private for subpage case, so that we won't
4486                  * allocate memory with private_lock hold.  The memory will be
4487                  * freed by attach_extent_buffer_page() or freed manually if
4488                  * we exit earlier.
4489                  *
4490                  * Although we have ensured one subpage eb can only have one
4491                  * page, but it may change in the future for 16K page size
4492                  * support, so we still preallocate the memory in the loop.
4493                  */
4494                 if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
4495                         prealloc = btrfs_alloc_subpage(fs_info, BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
4496                         if (IS_ERR(prealloc)) {
4497                                 ret = PTR_ERR(prealloc);
4498                                 unlock_page(p);
4499                                 put_page(p);
4500                                 exists = ERR_PTR(ret);
4501                                 goto free_eb;
4502                         }
4503                 }
4504
4505                 spin_lock(&mapping->private_lock);
4506                 exists = grab_extent_buffer(fs_info, p);
4507                 if (exists) {
4508                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
4509                         unlock_page(p);
4510                         put_page(p);
4511                         mark_extent_buffer_accessed(exists, p);
4512                         btrfs_free_subpage(prealloc);
4513                         goto free_eb;
4514                 }
4515                 /* Should not fail, as we have preallocated the memory */
4516                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, prealloc);
4517                 ASSERT(!ret);
4518                 /*
4519                  * To inform we have extra eb under allocation, so that
4520                  * detach_extent_buffer_page() won't release the page private
4521                  * when the eb hasn't yet been inserted into radix tree.
4522                  *
4523                  * The ref will be decreased when the eb released the page, in
4524                  * detach_extent_buffer_page().
4525                  * Thus needs no special handling in error path.
4526                  */
4527                 btrfs_page_inc_eb_refs(fs_info, p);
4528                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4529
4530                 WARN_ON(btrfs_page_test_dirty(fs_info, p, eb->start, eb->len));
4531                 eb->pages[i] = p;
4532                 if (!PageUptodate(p))
4533                         uptodate = 0;
4534
4535                 /*
4536                  * We can't unlock the pages just yet since the extent buffer
4537                  * hasn't been properly inserted in the radix tree, this
4538                  * opens a race with btree_release_folio which can free a page
4539                  * while we are still filling in all pages for the buffer and
4540                  * we could crash.
4541                  */
4542         }
4543         if (uptodate)
4544                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4545 again:
4546         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
4547         if (ret) {
4548                 exists = ERR_PTR(ret);
4549                 goto free_eb;
4550         }
4551
4552         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4553         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
4554                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
4555         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4556         radix_tree_preload_end();
4557         if (ret == -EEXIST) {
4558                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
4559                 if (exists)
4560                         goto free_eb;
4561                 else
4562                         goto again;
4563         }
4564         /* add one reference for the tree */
4565         check_buffer_tree_ref(eb);
4566         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
4567
4568         /*
4569          * Now it's safe to unlock the pages because any calls to
4570          * btree_release_folio will correctly detect that a page belongs to a
4571          * live buffer and won't free them prematurely.
4572          */
4573         for (i = 0; i < num_pages; i++)
4574                 unlock_page(eb->pages[i]);
4575         return eb;
4576
4577 free_eb:
4578         WARN_ON(!atomic_dec_and_test(&eb->refs));
4579         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4580                 if (eb->pages[i])
4581                         unlock_page(eb->pages[i]);
4582         }
4583
4584         btrfs_release_extent_buffer(eb);
4585         return exists;
4586 }
4587
4588 static inline void btrfs_release_extent_buffer_rcu(struct rcu_head *head)
4589 {
4590         struct extent_buffer *eb =
4591                         container_of(head, struct extent_buffer, rcu_head);
4592
4593         __free_extent_buffer(eb);
4594 }
4595
4596 static int release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
4597         __releases(&eb->refs_lock)
4598 {
4599         lockdep_assert_held(&eb->refs_lock);
4600
4601         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
4602         if (atomic_dec_and_test(&eb->refs)) {
4603                 if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags)) {
4604                         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4605
4606                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4607
4608                         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4609                         radix_tree_delete(&fs_info->buffer_radix,
4610                                           eb->start >> fs_info->sectorsize_bits);
4611                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4612                 } else {
4613                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4614                 }
4615
4616                 btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
4617                 /* Should be safe to release our pages at this point */
4618                 btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
4619 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
4620                 if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags))) {
4621                         __free_extent_buffer(eb);
4622                         return 1;
4623                 }
4624 #endif
4625                 call_rcu(&eb->rcu_head, btrfs_release_extent_buffer_rcu);
4626                 return 1;
4627         }
4628         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4629
4630         return 0;
4631 }
4632
4633 void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
4634 {
4635         int refs;
4636         if (!eb)
4637                 return;
4638
4639         refs = atomic_read(&eb->refs);
4640         while (1) {
4641                 if ((!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) && refs <= 3)
4642                     || (test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) &&
4643                         refs == 1))
4644                         break;
4645                 if (atomic_try_cmpxchg(&eb->refs, &refs, refs - 1))
4646                         return;
4647         }
4648
4649         spin_lock(&eb->refs_lock);
4650         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 &&
4651             test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags) &&
4652             !extent_buffer_under_io(eb) &&
4653             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
4654                 atomic_dec(&eb->refs);
4655
4656         /*
4657          * I know this is terrible, but it's temporary until we stop tracking
4658          * the uptodate bits and such for the extent buffers.
4659          */
4660         release_extent_buffer(eb);
4661 }
4662
4663 void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb)
4664 {
4665         if (!eb)
4666                 return;
4667
4668         spin_lock(&eb->refs_lock);
4669         set_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags);
4670
4671         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 && !extent_buffer_under_io(eb) &&
4672             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
4673                 atomic_dec(&eb->refs);
4674         release_extent_buffer(eb);
4675 }
4676
4677 static void btree_clear_page_dirty(struct page *page)
4678 {
4679         ASSERT(PageDirty(page));
4680         ASSERT(PageLocked(page));
4681         clear_page_dirty_for_io(page);
4682         xa_lock_irq(&page->mapping->i_pages);
4683         if (!PageDirty(page))
4684                 __xa_clear_mark(&page->mapping->i_pages,
4685                                 page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
4686         xa_unlock_irq(&page->mapping->i_pages);
4687 }
4688
4689 static void clear_subpage_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
4690 {
4691         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4692         struct page *page = eb->pages[0];
4693         bool last;
4694
4695         /* btree_clear_page_dirty() needs page locked */
4696         lock_page(page);
4697         last = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page, eb->start,
4698                                                   eb->len);
4699         if (last)
4700                 btree_clear_page_dirty(page);
4701         unlock_page(page);
4702         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
4703 }
4704
4705 void clear_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
4706 {
4707         int i;
4708         int num_pages;
4709         struct page *page;
4710
4711         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
4712                 return clear_subpage_extent_buffer_dirty(eb);
4713
4714         num_pages = num_extent_pages(eb);
4715
4716         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4717                 page = eb->pages[i];
4718                 if (!PageDirty(page))
4719                         continue;
4720                 lock_page(page);
4721                 btree_clear_page_dirty(page);
4722                 ClearPageError(page);
4723                 unlock_page(page);
4724         }
4725         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
4726 }
4727
4728 bool set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb)
4729 {
4730         int i;
4731         int num_pages;
4732         bool was_dirty;
4733
4734         check_buffer_tree_ref(eb);
4735
4736         was_dirty = test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
4737
4738         num_pages = num_extent_pages(eb);
4739         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
4740         WARN_ON(!test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags));
4741
4742         if (!was_dirty) {
4743                 bool subpage = eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE;
4744
4745                 /*
4746                  * For subpage case, we can have other extent buffers in the
4747                  * same page, and in clear_subpage_extent_buffer_dirty() we
4748                  * have to clear page dirty without subpage lock held.
4749                  * This can cause race where our page gets dirty cleared after
4750                  * we just set it.
4751                  *
4752                  * Thankfully, clear_subpage_extent_buffer_dirty() has locked
4753                  * its page for other reasons, we can use page lock to prevent
4754                  * the above race.
4755                  */
4756                 if (subpage)
4757                         lock_page(eb->pages[0]);
4758                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
4759                         btrfs_page_set_dirty(eb->fs_info, eb->pages[i],
4760                                              eb->start, eb->len);
4761                 if (subpage)
4762                         unlock_page(eb->pages[0]);
4763         }
4764 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
4765         for (i = 0; i < num_pages; i++)
4766                 ASSERT(PageDirty(eb->pages[i]));
4767 #endif
4768
4769         return was_dirty;
4770 }
4771
4772 void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
4773 {
4774         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4775         struct page *page;
4776         int num_pages;
4777         int i;
4778
4779         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4780         num_pages = num_extent_pages(eb);
4781         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4782                 page = eb->pages[i];
4783                 if (!page)
4784                         continue;
4785
4786                 /*
4787                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
4788                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
4789                  */
4790                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
4791                         ClearPageUptodate(page);
4792                 else
4793                         btrfs_subpage_clear_uptodate(fs_info, page, eb->start,
4794                                                      eb->len);
4795         }
4796 }
4797
4798 void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
4799 {
4800         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4801         struct page *page;
4802         int num_pages;
4803         int i;
4804
4805         set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4806         num_pages = num_extent_pages(eb);
4807         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4808                 page = eb->pages[i];
4809
4810                 /*
4811                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
4812                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
4813                  */
4814                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
4815                         SetPageUptodate(page);
4816                 else
4817                         btrfs_subpage_set_uptodate(fs_info, page, eb->start,
4818                                                    eb->len);
4819         }
4820 }
4821
4822 static int read_extent_buffer_subpage(struct extent_buffer *eb, int wait,
4823                                       int mirror_num,
4824                                       struct btrfs_tree_parent_check *check)
4825 {
4826         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4827         struct extent_io_tree *io_tree;
4828         struct page *page = eb->pages[0];
4829         struct extent_state *cached_state = NULL;
4830         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
4831                 .mirror_num = mirror_num,
4832         };
4833         int ret = 0;
4834
4835         ASSERT(!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags));
4836         ASSERT(PagePrivate(page));
4837         ASSERT(check);
4838         io_tree = &BTRFS_I(fs_info->btree_inode)->io_tree;
4839
4840         if (wait == WAIT_NONE) {
4841                 if (!try_lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1,
4842                                      &cached_state))
4843                         return -EAGAIN;
4844         } else {
4845                 ret = lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1,
4846                                   &cached_state);
4847                 if (ret < 0)
4848                         return ret;
4849         }
4850
4851         ret = 0;
4852         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags) ||
4853             PageUptodate(page) ||
4854             btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page, eb->start, eb->len)) {
4855                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4856                 unlock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1,
4857                               &cached_state);
4858                 return ret;
4859         }
4860
4861         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
4862         eb->read_mirror = 0;
4863         atomic_set(&eb->io_pages, 1);
4864         check_buffer_tree_ref(eb);
4865         bio_ctrl.end_io_func = end_bio_extent_readpage;
4866
4867         btrfs_subpage_clear_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4868
4869         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4870         ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ, NULL, &bio_ctrl,
4871                                  eb->start, page, eb->len,
4872                                  eb->start - page_offset(page), 0, true);
4873         if (ret) {
4874                 /*
4875                  * In the endio function, if we hit something wrong we will
4876                  * increase the io_pages, so here we need to decrease it for
4877                  * error path.
4878                  */
4879                 atomic_dec(&eb->io_pages);
4880         }
4881         memcpy(&btrfs_bio(bio_ctrl.bio)->parent_check, check, sizeof(*check));
4882         submit_one_bio(&bio_ctrl);
4883         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE) {
4884                 free_extent_state(cached_state);
4885                 return ret;
4886         }
4887
4888         wait_extent_bit(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1,
4889                         EXTENT_LOCKED, &cached_state);
4890         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
4891                 ret = -EIO;
4892         return ret;
4893 }
4894
4895 int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int wait, int mirror_num,
4896                              struct btrfs_tree_parent_check *check)
4897 {
4898         int i;
4899         struct page *page;
4900         int err;
4901         int ret = 0;
4902         int locked_pages = 0;
4903         int all_uptodate = 1;
4904         int num_pages;
4905         unsigned long num_reads = 0;
4906         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
4907                 .mirror_num = mirror_num,
4908         };
4909
4910         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
4911                 return 0;
4912
4913         /*
4914          * We could have had EXTENT_BUFFER_UPTODATE cleared by the write
4915          * operation, which could potentially still be in flight.  In this case
4916          * we simply want to return an error.
4917          */
4918         if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)))
4919                 return -EIO;
4920
4921         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
4922                 return read_extent_buffer_subpage(eb, wait, mirror_num, check);
4923
4924         num_pages = num_extent_pages(eb);
4925         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4926                 page = eb->pages[i];
4927                 if (wait == WAIT_NONE) {
4928                         /*
4929                          * WAIT_NONE is only utilized by readahead. If we can't
4930                          * acquire the lock atomically it means either the eb
4931                          * is being read out or under modification.
4932                          * Either way the eb will be or has been cached,
4933                          * readahead can exit safely.
4934                          */
4935                         if (!trylock_page(page))
4936                                 goto unlock_exit;
4937                 } else {
4938                         lock_page(page);
4939                 }
4940                 locked_pages++;
4941         }
4942         /*
4943          * We need to firstly lock all pages to make sure that
4944          * the uptodate bit of our pages won't be affected by
4945          * clear_extent_buffer_uptodate().
4946          */
4947         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4948                 page = eb->pages[i];
4949                 if (!PageUptodate(page)) {
4950                         num_reads++;
4951                         all_uptodate = 0;
4952                 }
4953         }
4954
4955         if (all_uptodate) {
4956                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4957                 goto unlock_exit;
4958         }
4959
4960         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
4961         eb->read_mirror = 0;
4962         atomic_set(&eb->io_pages, num_reads);
4963         /*
4964          * It is possible for release_folio to clear the TREE_REF bit before we
4965          * set io_pages. See check_buffer_tree_ref for a more detailed comment.
4966          */
4967         check_buffer_tree_ref(eb);
4968         bio_ctrl.end_io_func = end_bio_extent_readpage;
4969         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4970                 page = eb->pages[i];
4971
4972                 if (!PageUptodate(page)) {
4973                         if (ret) {
4974                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
4975                                 unlock_page(page);
4976                                 continue;
4977                         }
4978
4979                         ClearPageError(page);
4980                         err = submit_extent_page(REQ_OP_READ, NULL,
4981                                          &bio_ctrl, page_offset(page), page,
4982                                          PAGE_SIZE, 0, 0, false);
4983                         if (err) {
4984                                 /*
4985                                  * We failed to submit the bio so it's the
4986                                  * caller's responsibility to perform cleanup
4987                                  * i.e unlock page/set error bit.
4988                                  */
4989                                 ret = err;
4990                                 SetPageError(page);
4991                                 unlock_page(page);
4992                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
4993                         }
4994                 } else {
4995                         unlock_page(page);
4996                 }
4997         }
4998
4999         memcpy(&btrfs_bio(bio_ctrl.bio)->parent_check, check, sizeof(*check));
5000         submit_one_bio(&bio_ctrl);
5001
5002         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE)
5003                 return ret;
5004
5005         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5006                 page = eb->pages[i];
5007                 wait_on_page_locked(page);
5008                 if (!PageUptodate(page))
5009                         ret = -EIO;
5010         }
5011
5012         return ret;
5013
5014 unlock_exit:
5015         while (locked_pages > 0) {
5016                 locked_pages--;
5017                 page = eb->pages[locked_pages];
5018                 unlock_page(page);
5019         }
5020         return ret;
5021 }
5022
5023 static bool report_eb_range(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
5024                             unsigned long len)
5025 {
5026         btrfs_warn(eb->fs_info,
5027                 "access to eb bytenr %llu len %lu out of range start %lu len %lu",
5028                 eb->start, eb->len, start, len);
5029         WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
5030
5031         return true;
5032 }
5033
5034 /*
5035  * Check if the [start, start + len) range is valid before reading/writing
5036  * the eb.
5037  * NOTE: @start and @len are offset inside the eb, not logical address.
5038  *
5039  * Caller should not touch the dst/src memory if this function returns error.
5040  */
5041 static inline int check_eb_range(const struct extent_buffer *eb,
5042                                  unsigned long start, unsigned long len)
5043 {
5044         unsigned long offset;
5045
5046         /* start, start + len should not go beyond eb->len nor overflow */
5047         if (unlikely(check_add_overflow(start, len, &offset) || offset > eb->len))
5048                 return report_eb_range(eb, start, len);
5049
5050         return false;
5051 }
5052
5053 void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dstv,
5054                         unsigned long start, unsigned long len)
5055 {
5056         size_t cur;
5057         size_t offset;
5058         struct page *page;
5059         char *kaddr;
5060         char *dst = (char *)dstv;
5061         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5062
5063         if (check_eb_range(eb, start, len))
5064                 return;
5065
5066         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5067
5068         while (len > 0) {
5069                 page = eb->pages[i];
5070
5071                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
5072                 kaddr = page_address(page);
5073                 memcpy(dst, kaddr + offset, cur);
5074
5075                 dst += cur;
5076                 len -= cur;
5077                 offset = 0;
5078                 i++;
5079         }
5080 }
5081
5082 int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
5083                                        void __user *dstv,
5084                                        unsigned long start, unsigned long len)
5085 {
5086         size_t cur;
5087         size_t offset;
5088         struct page *page;
5089         char *kaddr;
5090         char __user *dst = (char __user *)dstv;
5091         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5092         int ret = 0;
5093
5094         WARN_ON(start > eb->len);
5095         WARN_ON(start + len > eb->start + eb->len);
5096
5097         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5098
5099         while (len > 0) {
5100                 page = eb->pages[i];
5101
5102                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
5103                 kaddr = page_address(page);
5104                 if (copy_to_user_nofault(dst, kaddr + offset, cur)) {
5105                         ret = -EFAULT;
5106                         break;
5107                 }
5108
5109                 dst += cur;
5110                 len -= cur;
5111                 offset = 0;
5112                 i++;
5113         }
5114
5115         return ret;
5116 }
5117
5118 int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
5119                          unsigned long start, unsigned long len)
5120 {
5121         size_t cur;
5122         size_t offset;
5123         struct page *page;
5124         char *kaddr;
5125         char *ptr = (char *)ptrv;
5126         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5127         int ret = 0;
5128
5129         if (check_eb_range(eb, start, len))
5130                 return -EINVAL;
5131
5132         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5133
5134         while (len > 0) {
5135                 page = eb->pages[i];
5136
5137                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
5138
5139                 kaddr = page_address(page);
5140                 ret = memcmp(ptr, kaddr + offset, cur);
5141                 if (ret)
5142                         break;
5143
5144                 ptr += cur;
5145                 len -= cur;
5146                 offset = 0;
5147                 i++;
5148         }
5149         return ret;
5150 }
5151
5152 /*
5153  * Check that the extent buffer is uptodate.
5154  *
5155  * For regular sector size == PAGE_SIZE case, check if @page is uptodate.
5156  * For subpage case, check if the range covered by the eb has EXTENT_UPTODATE.
5157  */
5158 static void assert_eb_page_uptodate(const struct extent_buffer *eb,
5159                                     struct page *page)
5160 {
5161         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
5162
5163         /*
5164          * If we are using the commit root we could potentially clear a page
5165          * Uptodate while we're using the extent buffer that we've previously
5166          * looked up.  We don't want to complain in this case, as the page was
5167          * valid before, we just didn't write it out.  Instead we want to catch
5168          * the case where we didn't actually read the block properly, which
5169          * would have !PageUptodate && !PageError, as we clear PageError before
5170          * reading.
5171          */
5172         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
5173                 bool uptodate, error;
5174
5175                 uptodate = btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page,
5176                                                        eb->start, eb->len);
5177                 error = btrfs_subpage_test_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
5178                 WARN_ON(!uptodate && !error);
5179         } else {
5180                 WARN_ON(!PageUptodate(page) && !PageError(page));
5181         }
5182 }
5183
5184 void write_extent_buffer_chunk_tree_uuid(const struct extent_buffer *eb,
5185                 const void *srcv)
5186 {
5187         char *kaddr;
5188
5189         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
5190         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
5191                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header,
5192                                                    chunk_tree_uuid));
5193         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
5194 }
5195
5196 void write_extent_buffer_fsid(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv)
5197 {
5198         char *kaddr;
5199
5200         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
5201         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
5202                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header, fsid));
5203         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
5204 }
5205
5206 void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv,
5207                          unsigned long start, unsigned long len)
5208 {
5209         size_t cur;
5210         size_t offset;
5211         struct page *page;
5212         char *kaddr;
5213         char *src = (char *)srcv;
5214         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5215
5216         WARN_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags));
5217
5218         if (check_eb_range(eb, start, len))
5219                 return;
5220
5221         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5222
5223         while (len > 0) {
5224                 page = eb->pages[i];
5225                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5226
5227                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
5228                 kaddr = page_address(page);
5229                 memcpy(kaddr + offset, src, cur);
5230
5231                 src += cur;
5232                 len -= cur;
5233                 offset = 0;
5234                 i++;
5235         }
5236 }
5237
5238 void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
5239                 unsigned long len)
5240 {
5241         size_t cur;
5242         size_t offset;
5243         struct page *page;
5244         char *kaddr;
5245         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
5246
5247         if (check_eb_range(eb, start, len))
5248                 return;
5249
5250         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
5251
5252         while (len > 0) {
5253                 page = eb->pages[i];
5254                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5255
5256                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
5257                 kaddr = page_address(page);
5258                 memset(kaddr + offset, 0, cur);
5259
5260                 len -= cur;
5261                 offset = 0;
5262                 i++;
5263         }
5264 }
5265
5266 void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
5267                              const struct extent_buffer *src)
5268 {
5269         int i;
5270         int num_pages;
5271
5272         ASSERT(dst->len == src->len);
5273
5274         if (dst->fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
5275                 num_pages = num_extent_pages(dst);
5276                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
5277                         copy_page(page_address(dst->pages[i]),
5278                                   page_address(src->pages[i]));
5279         } else {
5280                 size_t src_offset = get_eb_offset_in_page(src, 0);
5281                 size_t dst_offset = get_eb_offset_in_page(dst, 0);
5282
5283                 ASSERT(src->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE);
5284                 memcpy(page_address(dst->pages[0]) + dst_offset,
5285                        page_address(src->pages[0]) + src_offset,
5286                        src->len);
5287         }
5288 }
5289
5290 void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
5291                         const struct extent_buffer *src,
5292                         unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
5293                         unsigned long len)
5294 {
5295         u64 dst_len = dst->len;
5296         size_t cur;
5297         size_t offset;
5298         struct page *page;
5299         char *kaddr;
5300         unsigned long i = get_eb_page_index(dst_offset);
5301
5302         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
5303             check_eb_range(src, src_offset, len))
5304                 return;
5305
5306         WARN_ON(src->len != dst_len);
5307
5308         offset = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
5309
5310         while (len > 0) {
5311                 page = dst->pages[i];
5312                 assert_eb_page_uptodate(dst, page);
5313
5314                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE - offset));
5315
5316                 kaddr = page_address(page);
5317                 read_extent_buffer(src, kaddr + offset, src_offset, cur);
5318
5319                 src_offset += cur;
5320                 len -= cur;
5321                 offset = 0;
5322                 i++;
5323         }
5324 }
5325
5326 /*
5327  * eb_bitmap_offset() - calculate the page and offset of the byte containing the
5328  * given bit number
5329  * @eb: the extent buffer
5330  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
5331  * @nr: bit number
5332  * @page_index: return index of the page in the extent buffer that contains the
5333  * given bit number
5334  * @page_offset: return offset into the page given by page_index
5335  *
5336  * This helper hides the ugliness of finding the byte in an extent buffer which
5337  * contains a given bit.
5338  */
5339 static inline void eb_bitmap_offset(const struct extent_buffer *eb,
5340                                     unsigned long start, unsigned long nr,
5341                                     unsigned long *page_index,
5342                                     size_t *page_offset)
5343 {
5344         size_t byte_offset = BIT_BYTE(nr);
5345         size_t offset;
5346
5347         /*
5348          * The byte we want is the offset of the extent buffer + the offset of
5349          * the bitmap item in the extent buffer + the offset of the byte in the
5350          * bitmap item.
5351          */
5352         offset = start + offset_in_page(eb->start) + byte_offset;
5353
5354         *page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
5355         *page_offset = offset_in_page(offset);
5356 }
5357
5358 /*
5359  * Determine whether a bit in a bitmap item is set.
5360  *
5361  * @eb:     the extent buffer
5362  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
5363  * @nr:     bit number to test
5364  */
5365 int extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
5366                            unsigned long nr)
5367 {
5368         u8 *kaddr;
5369         struct page *page;
5370         unsigned long i;
5371         size_t offset;
5372
5373         eb_bitmap_offset(eb, start, nr, &i, &offset);
5374         page = eb->pages[i];
5375         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5376         kaddr = page_address(page);
5377         return 1U & (kaddr[offset] >> (nr & (BITS_PER_BYTE - 1)));
5378 }
5379
5380 /*
5381  * Set an area of a bitmap to 1.
5382  *
5383  * @eb:     the extent buffer
5384  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
5385  * @pos:    bit number of the first bit
5386  * @len:    number of bits to set
5387  */
5388 void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
5389                               unsigned long pos, unsigned long len)
5390 {
5391         u8 *kaddr;
5392         struct page *page;
5393         unsigned long i;
5394         size_t offset;
5395         const unsigned int size = pos + len;
5396         int bits_to_set = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
5397         u8 mask_to_set = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
5398
5399         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
5400         page = eb->pages[i];
5401         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5402         kaddr = page_address(page);
5403
5404         while (len >= bits_to_set) {
5405                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
5406                 len -= bits_to_set;
5407                 bits_to_set = BITS_PER_BYTE;
5408                 mask_to_set = ~0;
5409                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
5410                         offset = 0;
5411                         page = eb->pages[++i];
5412                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5413                         kaddr = page_address(page);
5414                 }
5415         }
5416         if (len) {
5417                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
5418                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
5419         }
5420 }
5421
5422
5423 /*
5424  * Clear an area of a bitmap.
5425  *
5426  * @eb:     the extent buffer
5427  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
5428  * @pos:    bit number of the first bit
5429  * @len:    number of bits to clear
5430  */
5431 void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
5432                                 unsigned long start, unsigned long pos,
5433                                 unsigned long len)
5434 {
5435         u8 *kaddr;
5436         struct page *page;
5437         unsigned long i;
5438         size_t offset;
5439         const unsigned int size = pos + len;
5440         int bits_to_clear = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
5441         u8 mask_to_clear = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
5442
5443         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
5444         page = eb->pages[i];
5445         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5446         kaddr = page_address(page);
5447
5448         while (len >= bits_to_clear) {
5449                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
5450                 len -= bits_to_clear;
5451                 bits_to_clear = BITS_PER_BYTE;
5452                 mask_to_clear = ~0;
5453                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
5454                         offset = 0;
5455                         page = eb->pages[++i];
5456                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
5457                         kaddr = page_address(page);
5458                 }
5459         }
5460         if (len) {
5461                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
5462                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
5463         }
5464 }
5465
5466 static inline bool areas_overlap(unsigned long src, unsigned long dst, unsigned long len)
5467 {
5468         unsigned long distance = (src > dst) ? src - dst : dst - src;
5469         return distance < len;
5470 }
5471
5472 static void copy_pages(struct page *dst_page, struct page *src_page,
5473                        unsigned long dst_off, unsigned long src_off,
5474                        unsigned long len)
5475 {
5476         char *dst_kaddr = page_address(dst_page);
5477         char *src_kaddr;
5478         int must_memmove = 0;
5479
5480         if (dst_page != src_page) {
5481                 src_kaddr = page_address(src_page);
5482         } else {
5483                 src_kaddr = dst_kaddr;
5484                 if (areas_overlap(src_off, dst_off, len))
5485                         must_memmove = 1;
5486         }
5487
5488         if (must_memmove)
5489                 memmove(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
5490         else
5491                 memcpy(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
5492 }
5493
5494 void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
5495                           unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
5496                           unsigned long len)
5497 {
5498         size_t cur;
5499         size_t dst_off_in_page;
5500         size_t src_off_in_page;
5501         unsigned long dst_i;
5502         unsigned long src_i;
5503
5504         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
5505             check_eb_range(dst, src_offset, len))
5506                 return;
5507
5508         while (len > 0) {
5509                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
5510                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_offset);
5511
5512                 dst_i = get_eb_page_index(dst_offset);
5513                 src_i = get_eb_page_index(src_offset);
5514
5515                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE -
5516                                                src_off_in_page));
5517                 cur = min_t(unsigned long, cur,
5518                         (unsigned long)(PAGE_SIZE - dst_off_in_page));
5519
5520                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
5521                            dst_off_in_page, src_off_in_page, cur);
5522
5523                 src_offset += cur;
5524                 dst_offset += cur;
5525                 len -= cur;
5526         }
5527 }
5528
5529 void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
5530                            unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
5531                            unsigned long len)
5532 {
5533         size_t cur;
5534         size_t dst_off_in_page;
5535         size_t src_off_in_page;
5536         unsigned long dst_end = dst_offset + len - 1;
5537         unsigned long src_end = src_offset + len - 1;
5538         unsigned long dst_i;
5539         unsigned long src_i;
5540
5541         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
5542             check_eb_range(dst, src_offset, len))
5543                 return;
5544         if (dst_offset < src_offset) {
5545                 memcpy_extent_buffer(dst, dst_offset, src_offset, len);
5546                 return;
5547         }
5548         while (len > 0) {
5549                 dst_i = get_eb_page_index(dst_end);
5550                 src_i = get_eb_page_index(src_end);
5551
5552                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_end);
5553                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_end);
5554
5555                 cur = min_t(unsigned long, len, src_off_in_page + 1);
5556                 cur = min(cur, dst_off_in_page + 1);
5557                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
5558                            dst_off_in_page - cur + 1,
5559                            src_off_in_page - cur + 1, cur);
5560
5561                 dst_end -= cur;
5562                 src_end -= cur;
5563                 len -= cur;
5564         }
5565 }
5566
5567 #define GANG_LOOKUP_SIZE        16
5568 static struct extent_buffer *get_next_extent_buffer(
5569                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
5570 {
5571         struct extent_buffer *gang[GANG_LOOKUP_SIZE];
5572         struct extent_buffer *found = NULL;
5573         u64 page_start = page_offset(page);
5574         u64 cur = page_start;
5575
5576         ASSERT(in_range(bytenr, page_start, PAGE_SIZE));
5577         lockdep_assert_held(&fs_info->buffer_lock);
5578
5579         while (cur < page_start + PAGE_SIZE) {
5580                 int ret;
5581                 int i;
5582
5583                 ret = radix_tree_gang_lookup(&fs_info->buffer_radix,
5584                                 (void **)gang, cur >> fs_info->sectorsize_bits,
5585                                 min_t(unsigned int, GANG_LOOKUP_SIZE,
5586                                       PAGE_SIZE / fs_info->nodesize));
5587                 if (ret == 0)
5588                         goto out;
5589                 for (i = 0; i < ret; i++) {
5590                         /* Already beyond page end */
5591                         if (gang[i]->start >= page_start + PAGE_SIZE)
5592                                 goto out;
5593                         /* Found one */
5594                         if (gang[i]->start >= bytenr) {
5595                                 found = gang[i];
5596                                 goto out;
5597                         }
5598                 }
5599                 cur = gang[ret - 1]->start + gang[ret - 1]->len;
5600         }
5601 out:
5602         return found;
5603 }
5604
5605 static int try_release_subpage_extent_buffer(struct page *page)
5606 {
5607         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
5608         u64 cur = page_offset(page);
5609         const u64 end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
5610         int ret;
5611
5612         while (cur < end) {
5613                 struct extent_buffer *eb = NULL;
5614
5615                 /*
5616                  * Unlike try_release_extent_buffer() which uses page->private
5617                  * to grab buffer, for subpage case we rely on radix tree, thus
5618                  * we need to ensure radix tree consistency.
5619                  *
5620                  * We also want an atomic snapshot of the radix tree, thus go
5621                  * with spinlock rather than RCU.
5622                  */
5623                 spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
5624                 eb = get_next_extent_buffer(fs_info, page, cur);
5625                 if (!eb) {
5626                         /* No more eb in the page range after or at cur */
5627                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
5628                         break;
5629                 }
5630                 cur = eb->start + eb->len;
5631
5632                 /*
5633                  * The same as try_release_extent_buffer(), to ensure the eb
5634                  * won't disappear out from under us.
5635                  */
5636                 spin_lock(&eb->refs_lock);
5637                 if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
5638                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
5639                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
5640                         break;
5641                 }
5642                 spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
5643
5644                 /*
5645                  * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a
5646                  * real ref, so just return, this eb will likely be freed soon
5647                  * anyway.
5648                  */
5649                 if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
5650                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
5651                         break;
5652                 }
5653
5654                 /*
5655                  * Here we don't care about the return value, we will always
5656                  * check the page private at the end.  And
5657                  * release_extent_buffer() will release the refs_lock.
5658                  */
5659                 release_extent_buffer(eb);
5660         }
5661         /*
5662          * Finally to check if we have cleared page private, as if we have
5663          * released all ebs in the page, the page private should be cleared now.
5664          */
5665         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
5666         if (!PagePrivate(page))
5667                 ret = 1;
5668         else
5669                 ret = 0;
5670         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5671         return ret;
5672
5673 }
5674
5675 int try_release_extent_buffer(struct page *page)
5676 {
5677         struct extent_buffer *eb;
5678
5679         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
5680                 return try_release_subpage_extent_buffer(page);
5681
5682         /*
5683          * We need to make sure nobody is changing page->private, as we rely on
5684          * page->private as the pointer to extent buffer.
5685          */
5686         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
5687         if (!PagePrivate(page)) {
5688                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5689                 return 1;
5690         }
5691
5692         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
5693         BUG_ON(!eb);
5694
5695         /*
5696          * This is a little awful but should be ok, we need to make sure that
5697          * the eb doesn't disappear out from under us while we're looking at
5698          * this page.
5699          */
5700         spin_lock(&eb->refs_lock);
5701         if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
5702                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
5703                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5704                 return 0;
5705         }
5706         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5707
5708         /*
5709          * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a real ref,
5710          * so just return, this page will likely be freed soon anyway.
5711          */
5712         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
5713                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
5714                 return 0;
5715         }
5716
5717         return release_extent_buffer(eb);
5718 }
5719
5720 /*
5721  * btrfs_readahead_tree_block - attempt to readahead a child block
5722  * @fs_info:    the fs_info
5723  * @bytenr:     bytenr to read
5724  * @owner_root: objectid of the root that owns this eb
5725  * @gen:        generation for the uptodate check, can be 0
5726  * @level:      level for the eb
5727  *
5728  * Attempt to readahead a tree block at @bytenr.  If @gen is 0 then we do a
5729  * normal uptodate check of the eb, without checking the generation.  If we have
5730  * to read the block we will not block on anything.
5731  */
5732 void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5733                                 u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level)
5734 {
5735         struct btrfs_tree_parent_check check = {
5736                 .has_first_key = 0,
5737                 .level = level,
5738                 .transid = gen
5739         };
5740         struct extent_buffer *eb;
5741         int ret;
5742
5743         eb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, bytenr, owner_root, level);
5744         if (IS_ERR(eb))
5745                 return;
5746
5747         if (btrfs_buffer_uptodate(eb, gen, 1)) {
5748                 free_extent_buffer(eb);
5749                 return;
5750         }
5751
5752         ret = read_extent_buffer_pages(eb, WAIT_NONE, 0, &check);
5753         if (ret < 0)
5754                 free_extent_buffer_stale(eb);
5755         else
5756                 free_extent_buffer(eb);
5757 }
5758
5759 /*
5760  * btrfs_readahead_node_child - readahead a node's child block
5761  * @node:       parent node we're reading from
5762  * @slot:       slot in the parent node for the child we want to read
5763  *
5764  * A helper for btrfs_readahead_tree_block, we simply read the bytenr pointed at
5765  * the slot in the node provided.
5766  */
5767 void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot)
5768 {
5769         btrfs_readahead_tree_block(node->fs_info,
5770                                    btrfs_node_blockptr(node, slot),
5771                                    btrfs_header_owner(node),
5772                                    btrfs_node_ptr_generation(node, slot),
5773                                    btrfs_header_level(node) - 1);
5774 }
This page took 0.372366 seconds and 4 git commands to generate.