]> Git Repo - linux.git/blob - fs/btrfs/file.c
ftrace: riscv: move from REGS to ARGS
[linux.git] / fs / btrfs / file.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <linux/fs.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/time.h>
9 #include <linux/init.h>
10 #include <linux/string.h>
11 #include <linux/backing-dev.h>
12 #include <linux/falloc.h>
13 #include <linux/writeback.h>
14 #include <linux/compat.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/btrfs.h>
17 #include <linux/uio.h>
18 #include <linux/iversion.h>
19 #include <linux/fsverity.h>
20 #include <linux/iomap.h>
21 #include "ctree.h"
22 #include "disk-io.h"
23 #include "transaction.h"
24 #include "btrfs_inode.h"
25 #include "tree-log.h"
26 #include "locking.h"
27 #include "qgroup.h"
28 #include "compression.h"
29 #include "delalloc-space.h"
30 #include "reflink.h"
31 #include "subpage.h"
32 #include "fs.h"
33 #include "accessors.h"
34 #include "extent-tree.h"
35 #include "file-item.h"
36 #include "ioctl.h"
37 #include "file.h"
38 #include "super.h"
39
40 /* simple helper to fault in pages and copy.  This should go away
41  * and be replaced with calls into generic code.
42  */
43 static noinline int btrfs_copy_from_user(loff_t pos, size_t write_bytes,
44                                          struct page **prepared_pages,
45                                          struct iov_iter *i)
46 {
47         size_t copied = 0;
48         size_t total_copied = 0;
49         int pg = 0;
50         int offset = offset_in_page(pos);
51
52         while (write_bytes > 0) {
53                 size_t count = min_t(size_t,
54                                      PAGE_SIZE - offset, write_bytes);
55                 struct page *page = prepared_pages[pg];
56                 /*
57                  * Copy data from userspace to the current page
58                  */
59                 copied = copy_page_from_iter_atomic(page, offset, count, i);
60
61                 /* Flush processor's dcache for this page */
62                 flush_dcache_page(page);
63
64                 /*
65                  * if we get a partial write, we can end up with
66                  * partially up to date pages.  These add
67                  * a lot of complexity, so make sure they don't
68                  * happen by forcing this copy to be retried.
69                  *
70                  * The rest of the btrfs_file_write code will fall
71                  * back to page at a time copies after we return 0.
72                  */
73                 if (unlikely(copied < count)) {
74                         if (!PageUptodate(page)) {
75                                 iov_iter_revert(i, copied);
76                                 copied = 0;
77                         }
78                         if (!copied)
79                                 break;
80                 }
81
82                 write_bytes -= copied;
83                 total_copied += copied;
84                 offset += copied;
85                 if (offset == PAGE_SIZE) {
86                         pg++;
87                         offset = 0;
88                 }
89         }
90         return total_copied;
91 }
92
93 /*
94  * unlocks pages after btrfs_file_write is done with them
95  */
96 static void btrfs_drop_pages(struct btrfs_fs_info *fs_info,
97                              struct page **pages, size_t num_pages,
98                              u64 pos, u64 copied)
99 {
100         size_t i;
101         u64 block_start = round_down(pos, fs_info->sectorsize);
102         u64 block_len = round_up(pos + copied, fs_info->sectorsize) - block_start;
103
104         ASSERT(block_len <= U32_MAX);
105         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
106                 /* page checked is some magic around finding pages that
107                  * have been modified without going through btrfs_set_page_dirty
108                  * clear it here. There should be no need to mark the pages
109                  * accessed as prepare_pages should have marked them accessed
110                  * in prepare_pages via find_or_create_page()
111                  */
112                 btrfs_folio_clamp_clear_checked(fs_info, page_folio(pages[i]),
113                                                 block_start, block_len);
114                 unlock_page(pages[i]);
115                 put_page(pages[i]);
116         }
117 }
118
119 /*
120  * After btrfs_copy_from_user(), update the following things for delalloc:
121  * - Mark newly dirtied pages as DELALLOC in the io tree.
122  *   Used to advise which range is to be written back.
123  * - Mark modified pages as Uptodate/Dirty and not needing COW fixup
124  * - Update inode size for past EOF write
125  */
126 int btrfs_dirty_pages(struct btrfs_inode *inode, struct page **pages,
127                       size_t num_pages, loff_t pos, size_t write_bytes,
128                       struct extent_state **cached, bool noreserve)
129 {
130         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
131         int ret = 0;
132         int i;
133         u64 num_bytes;
134         u64 start_pos;
135         u64 end_of_last_block;
136         u64 end_pos = pos + write_bytes;
137         loff_t isize = i_size_read(&inode->vfs_inode);
138         unsigned int extra_bits = 0;
139
140         if (write_bytes == 0)
141                 return 0;
142
143         if (noreserve)
144                 extra_bits |= EXTENT_NORESERVE;
145
146         start_pos = round_down(pos, fs_info->sectorsize);
147         num_bytes = round_up(write_bytes + pos - start_pos,
148                              fs_info->sectorsize);
149         ASSERT(num_bytes <= U32_MAX);
150
151         end_of_last_block = start_pos + num_bytes - 1;
152
153         /*
154          * The pages may have already been dirty, clear out old accounting so
155          * we can set things up properly
156          */
157         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start_pos, end_of_last_block,
158                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
159                          cached);
160
161         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, start_pos, end_of_last_block,
162                                         extra_bits, cached);
163         if (ret)
164                 return ret;
165
166         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
167                 struct page *p = pages[i];
168
169                 btrfs_folio_clamp_set_uptodate(fs_info, page_folio(p),
170                                                start_pos, num_bytes);
171                 btrfs_folio_clamp_clear_checked(fs_info, page_folio(p),
172                                                 start_pos, num_bytes);
173                 btrfs_folio_clamp_set_dirty(fs_info, page_folio(p),
174                                             start_pos, num_bytes);
175         }
176
177         /*
178          * we've only changed i_size in ram, and we haven't updated
179          * the disk i_size.  There is no need to log the inode
180          * at this time.
181          */
182         if (end_pos > isize)
183                 i_size_write(&inode->vfs_inode, end_pos);
184         return 0;
185 }
186
187 /*
188  * this is very complex, but the basic idea is to drop all extents
189  * in the range start - end.  hint_block is filled in with a block number
190  * that would be a good hint to the block allocator for this file.
191  *
192  * If an extent intersects the range but is not entirely inside the range
193  * it is either truncated or split.  Anything entirely inside the range
194  * is deleted from the tree.
195  *
196  * Note: the VFS' inode number of bytes is not updated, it's up to the caller
197  * to deal with that. We set the field 'bytes_found' of the arguments structure
198  * with the number of allocated bytes found in the target range, so that the
199  * caller can update the inode's number of bytes in an atomic way when
200  * replacing extents in a range to avoid races with stat(2).
201  */
202 int btrfs_drop_extents(struct btrfs_trans_handle *trans,
203                        struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
204                        struct btrfs_drop_extents_args *args)
205 {
206         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
207         struct extent_buffer *leaf;
208         struct btrfs_file_extent_item *fi;
209         struct btrfs_key key;
210         struct btrfs_key new_key;
211         u64 ino = btrfs_ino(inode);
212         u64 search_start = args->start;
213         u64 disk_bytenr = 0;
214         u64 num_bytes = 0;
215         u64 extent_offset = 0;
216         u64 extent_end = 0;
217         u64 last_end = args->start;
218         int del_nr = 0;
219         int del_slot = 0;
220         int extent_type;
221         int recow;
222         int ret;
223         int modify_tree = -1;
224         int update_refs;
225         int found = 0;
226         struct btrfs_path *path = args->path;
227
228         args->bytes_found = 0;
229         args->extent_inserted = false;
230
231         /* Must always have a path if ->replace_extent is true */
232         ASSERT(!(args->replace_extent && !args->path));
233
234         if (!path) {
235                 path = btrfs_alloc_path();
236                 if (!path) {
237                         ret = -ENOMEM;
238                         goto out;
239                 }
240         }
241
242         if (args->drop_cache)
243                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, args->start, args->end - 1, false);
244
245         if (args->start >= inode->disk_i_size && !args->replace_extent)
246                 modify_tree = 0;
247
248         update_refs = (btrfs_root_id(root) != BTRFS_TREE_LOG_OBJECTID);
249         while (1) {
250                 recow = 0;
251                 ret = btrfs_lookup_file_extent(trans, root, path, ino,
252                                                search_start, modify_tree);
253                 if (ret < 0)
254                         break;
255                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && search_start == args->start) {
256                         leaf = path->nodes[0];
257                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0] - 1);
258                         if (key.objectid == ino &&
259                             key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
260                                 path->slots[0]--;
261                 }
262                 ret = 0;
263 next_slot:
264                 leaf = path->nodes[0];
265                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
266                         BUG_ON(del_nr > 0);
267                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
268                         if (ret < 0)
269                                 break;
270                         if (ret > 0) {
271                                 ret = 0;
272                                 break;
273                         }
274                         leaf = path->nodes[0];
275                         recow = 1;
276                 }
277
278                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
279
280                 if (key.objectid > ino)
281                         break;
282                 if (WARN_ON_ONCE(key.objectid < ino) ||
283                     key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
284                         ASSERT(del_nr == 0);
285                         path->slots[0]++;
286                         goto next_slot;
287                 }
288                 if (key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY || key.offset >= args->end)
289                         break;
290
291                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
292                                     struct btrfs_file_extent_item);
293                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
294
295                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
296                     extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
297                         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
298                         num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
299                         extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
300                         extent_end = key.offset +
301                                 btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
302                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
303                         extent_end = key.offset +
304                                 btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
305                 } else {
306                         /* can't happen */
307                         BUG();
308                 }
309
310                 /*
311                  * Don't skip extent items representing 0 byte lengths. They
312                  * used to be created (bug) if while punching holes we hit
313                  * -ENOSPC condition. So if we find one here, just ensure we
314                  * delete it, otherwise we would insert a new file extent item
315                  * with the same key (offset) as that 0 bytes length file
316                  * extent item in the call to setup_items_for_insert() later
317                  * in this function.
318                  */
319                 if (extent_end == key.offset && extent_end >= search_start) {
320                         last_end = extent_end;
321                         goto delete_extent_item;
322                 }
323
324                 if (extent_end <= search_start) {
325                         path->slots[0]++;
326                         goto next_slot;
327                 }
328
329                 found = 1;
330                 search_start = max(key.offset, args->start);
331                 if (recow || !modify_tree) {
332                         modify_tree = -1;
333                         btrfs_release_path(path);
334                         continue;
335                 }
336
337                 /*
338                  *     | - range to drop - |
339                  *  | -------- extent -------- |
340                  */
341                 if (args->start > key.offset && args->end < extent_end) {
342                         BUG_ON(del_nr > 0);
343                         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
344                                 ret = -EOPNOTSUPP;
345                                 break;
346                         }
347
348                         memcpy(&new_key, &key, sizeof(new_key));
349                         new_key.offset = args->start;
350                         ret = btrfs_duplicate_item(trans, root, path,
351                                                    &new_key);
352                         if (ret == -EAGAIN) {
353                                 btrfs_release_path(path);
354                                 continue;
355                         }
356                         if (ret < 0)
357                                 break;
358
359                         leaf = path->nodes[0];
360                         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0] - 1,
361                                             struct btrfs_file_extent_item);
362                         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
363                                                         args->start - key.offset);
364
365                         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
366                                             struct btrfs_file_extent_item);
367
368                         extent_offset += args->start - key.offset;
369                         btrfs_set_file_extent_offset(leaf, fi, extent_offset);
370                         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
371                                                         extent_end - args->start);
372                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
373
374                         if (update_refs && disk_bytenr > 0) {
375                                 struct btrfs_ref ref = {
376                                         .action = BTRFS_ADD_DELAYED_REF,
377                                         .bytenr = disk_bytenr,
378                                         .num_bytes = num_bytes,
379                                         .parent = 0,
380                                         .owning_root = btrfs_root_id(root),
381                                         .ref_root = btrfs_root_id(root),
382                                 };
383                                 btrfs_init_data_ref(&ref, new_key.objectid,
384                                                     args->start - extent_offset,
385                                                     0, false);
386                                 ret = btrfs_inc_extent_ref(trans, &ref);
387                                 if (ret) {
388                                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
389                                         break;
390                                 }
391                         }
392                         key.offset = args->start;
393                 }
394                 /*
395                  * From here on out we will have actually dropped something, so
396                  * last_end can be updated.
397                  */
398                 last_end = extent_end;
399
400                 /*
401                  *  | ---- range to drop ----- |
402                  *      | -------- extent -------- |
403                  */
404                 if (args->start <= key.offset && args->end < extent_end) {
405                         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
406                                 ret = -EOPNOTSUPP;
407                                 break;
408                         }
409
410                         memcpy(&new_key, &key, sizeof(new_key));
411                         new_key.offset = args->end;
412                         btrfs_set_item_key_safe(trans, path, &new_key);
413
414                         extent_offset += args->end - key.offset;
415                         btrfs_set_file_extent_offset(leaf, fi, extent_offset);
416                         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
417                                                         extent_end - args->end);
418                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
419                         if (update_refs && disk_bytenr > 0)
420                                 args->bytes_found += args->end - key.offset;
421                         break;
422                 }
423
424                 search_start = extent_end;
425                 /*
426                  *       | ---- range to drop ----- |
427                  *  | -------- extent -------- |
428                  */
429                 if (args->start > key.offset && args->end >= extent_end) {
430                         BUG_ON(del_nr > 0);
431                         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
432                                 ret = -EOPNOTSUPP;
433                                 break;
434                         }
435
436                         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
437                                                         args->start - key.offset);
438                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
439                         if (update_refs && disk_bytenr > 0)
440                                 args->bytes_found += extent_end - args->start;
441                         if (args->end == extent_end)
442                                 break;
443
444                         path->slots[0]++;
445                         goto next_slot;
446                 }
447
448                 /*
449                  *  | ---- range to drop ----- |
450                  *    | ------ extent ------ |
451                  */
452                 if (args->start <= key.offset && args->end >= extent_end) {
453 delete_extent_item:
454                         if (del_nr == 0) {
455                                 del_slot = path->slots[0];
456                                 del_nr = 1;
457                         } else {
458                                 BUG_ON(del_slot + del_nr != path->slots[0]);
459                                 del_nr++;
460                         }
461
462                         if (update_refs &&
463                             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
464                                 args->bytes_found += extent_end - key.offset;
465                                 extent_end = ALIGN(extent_end,
466                                                    fs_info->sectorsize);
467                         } else if (update_refs && disk_bytenr > 0) {
468                                 struct btrfs_ref ref = {
469                                         .action = BTRFS_DROP_DELAYED_REF,
470                                         .bytenr = disk_bytenr,
471                                         .num_bytes = num_bytes,
472                                         .parent = 0,
473                                         .owning_root = btrfs_root_id(root),
474                                         .ref_root = btrfs_root_id(root),
475                                 };
476                                 btrfs_init_data_ref(&ref, key.objectid,
477                                                     key.offset - extent_offset,
478                                                     0, false);
479                                 ret = btrfs_free_extent(trans, &ref);
480                                 if (ret) {
481                                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
482                                         break;
483                                 }
484                                 args->bytes_found += extent_end - key.offset;
485                         }
486
487                         if (args->end == extent_end)
488                                 break;
489
490                         if (path->slots[0] + 1 < btrfs_header_nritems(leaf)) {
491                                 path->slots[0]++;
492                                 goto next_slot;
493                         }
494
495                         ret = btrfs_del_items(trans, root, path, del_slot,
496                                               del_nr);
497                         if (ret) {
498                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
499                                 break;
500                         }
501
502                         del_nr = 0;
503                         del_slot = 0;
504
505                         btrfs_release_path(path);
506                         continue;
507                 }
508
509                 BUG();
510         }
511
512         if (!ret && del_nr > 0) {
513                 /*
514                  * Set path->slots[0] to first slot, so that after the delete
515                  * if items are move off from our leaf to its immediate left or
516                  * right neighbor leafs, we end up with a correct and adjusted
517                  * path->slots[0] for our insertion (if args->replace_extent).
518                  */
519                 path->slots[0] = del_slot;
520                 ret = btrfs_del_items(trans, root, path, del_slot, del_nr);
521                 if (ret)
522                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
523         }
524
525         leaf = path->nodes[0];
526         /*
527          * If btrfs_del_items() was called, it might have deleted a leaf, in
528          * which case it unlocked our path, so check path->locks[0] matches a
529          * write lock.
530          */
531         if (!ret && args->replace_extent &&
532             path->locks[0] == BTRFS_WRITE_LOCK &&
533             btrfs_leaf_free_space(leaf) >=
534             sizeof(struct btrfs_item) + args->extent_item_size) {
535
536                 key.objectid = ino;
537                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
538                 key.offset = args->start;
539                 if (!del_nr && path->slots[0] < btrfs_header_nritems(leaf)) {
540                         struct btrfs_key slot_key;
541
542                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &slot_key, path->slots[0]);
543                         if (btrfs_comp_cpu_keys(&key, &slot_key) > 0)
544                                 path->slots[0]++;
545                 }
546                 btrfs_setup_item_for_insert(trans, root, path, &key,
547                                             args->extent_item_size);
548                 args->extent_inserted = true;
549         }
550
551         if (!args->path)
552                 btrfs_free_path(path);
553         else if (!args->extent_inserted)
554                 btrfs_release_path(path);
555 out:
556         args->drop_end = found ? min(args->end, last_end) : args->end;
557
558         return ret;
559 }
560
561 static int extent_mergeable(struct extent_buffer *leaf, int slot,
562                             u64 objectid, u64 bytenr, u64 orig_offset,
563                             u64 *start, u64 *end)
564 {
565         struct btrfs_file_extent_item *fi;
566         struct btrfs_key key;
567         u64 extent_end;
568
569         if (slot < 0 || slot >= btrfs_header_nritems(leaf))
570                 return 0;
571
572         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
573         if (key.objectid != objectid || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
574                 return 0;
575
576         fi = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
577         if (btrfs_file_extent_type(leaf, fi) != BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
578             btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi) != bytenr ||
579             btrfs_file_extent_offset(leaf, fi) != key.offset - orig_offset ||
580             btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
581             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
582             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
583                 return 0;
584
585         extent_end = key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
586         if ((*start && *start != key.offset) || (*end && *end != extent_end))
587                 return 0;
588
589         *start = key.offset;
590         *end = extent_end;
591         return 1;
592 }
593
594 /*
595  * Mark extent in the range start - end as written.
596  *
597  * This changes extent type from 'pre-allocated' to 'regular'. If only
598  * part of extent is marked as written, the extent will be split into
599  * two or three.
600  */
601 int btrfs_mark_extent_written(struct btrfs_trans_handle *trans,
602                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
603 {
604         struct btrfs_root *root = inode->root;
605         struct extent_buffer *leaf;
606         struct btrfs_path *path;
607         struct btrfs_file_extent_item *fi;
608         struct btrfs_ref ref = { 0 };
609         struct btrfs_key key;
610         struct btrfs_key new_key;
611         u64 bytenr;
612         u64 num_bytes;
613         u64 extent_end;
614         u64 orig_offset;
615         u64 other_start;
616         u64 other_end;
617         u64 split;
618         int del_nr = 0;
619         int del_slot = 0;
620         int recow;
621         int ret = 0;
622         u64 ino = btrfs_ino(inode);
623
624         path = btrfs_alloc_path();
625         if (!path)
626                 return -ENOMEM;
627 again:
628         recow = 0;
629         split = start;
630         key.objectid = ino;
631         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
632         key.offset = split;
633
634         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, -1, 1);
635         if (ret < 0)
636                 goto out;
637         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0)
638                 path->slots[0]--;
639
640         leaf = path->nodes[0];
641         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
642         if (key.objectid != ino ||
643             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
644                 ret = -EINVAL;
645                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
646                 goto out;
647         }
648         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
649                             struct btrfs_file_extent_item);
650         if (btrfs_file_extent_type(leaf, fi) != BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
651                 ret = -EINVAL;
652                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
653                 goto out;
654         }
655         extent_end = key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi);
656         if (key.offset > start || extent_end < end) {
657                 ret = -EINVAL;
658                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
659                 goto out;
660         }
661
662         bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
663         num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
664         orig_offset = key.offset - btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
665         memcpy(&new_key, &key, sizeof(new_key));
666
667         if (start == key.offset && end < extent_end) {
668                 other_start = 0;
669                 other_end = start;
670                 if (extent_mergeable(leaf, path->slots[0] - 1,
671                                      ino, bytenr, orig_offset,
672                                      &other_start, &other_end)) {
673                         new_key.offset = end;
674                         btrfs_set_item_key_safe(trans, path, &new_key);
675                         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
676                                             struct btrfs_file_extent_item);
677                         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi,
678                                                          trans->transid);
679                         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
680                                                         extent_end - end);
681                         btrfs_set_file_extent_offset(leaf, fi,
682                                                      end - orig_offset);
683                         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0] - 1,
684                                             struct btrfs_file_extent_item);
685                         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi,
686                                                          trans->transid);
687                         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
688                                                         end - other_start);
689                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
690                         goto out;
691                 }
692         }
693
694         if (start > key.offset && end == extent_end) {
695                 other_start = end;
696                 other_end = 0;
697                 if (extent_mergeable(leaf, path->slots[0] + 1,
698                                      ino, bytenr, orig_offset,
699                                      &other_start, &other_end)) {
700                         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
701                                             struct btrfs_file_extent_item);
702                         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
703                                                         start - key.offset);
704                         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi,
705                                                          trans->transid);
706                         path->slots[0]++;
707                         new_key.offset = start;
708                         btrfs_set_item_key_safe(trans, path, &new_key);
709
710                         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
711                                             struct btrfs_file_extent_item);
712                         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi,
713                                                          trans->transid);
714                         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
715                                                         other_end - start);
716                         btrfs_set_file_extent_offset(leaf, fi,
717                                                      start - orig_offset);
718                         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
719                         goto out;
720                 }
721         }
722
723         while (start > key.offset || end < extent_end) {
724                 if (key.offset == start)
725                         split = end;
726
727                 new_key.offset = split;
728                 ret = btrfs_duplicate_item(trans, root, path, &new_key);
729                 if (ret == -EAGAIN) {
730                         btrfs_release_path(path);
731                         goto again;
732                 }
733                 if (ret < 0) {
734                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
735                         goto out;
736                 }
737
738                 leaf = path->nodes[0];
739                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0] - 1,
740                                     struct btrfs_file_extent_item);
741                 btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi, trans->transid);
742                 btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
743                                                 split - key.offset);
744
745                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
746                                     struct btrfs_file_extent_item);
747
748                 btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi, trans->transid);
749                 btrfs_set_file_extent_offset(leaf, fi, split - orig_offset);
750                 btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
751                                                 extent_end - split);
752                 btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
753
754                 ref.action = BTRFS_ADD_DELAYED_REF;
755                 ref.bytenr = bytenr;
756                 ref.num_bytes = num_bytes;
757                 ref.parent = 0;
758                 ref.owning_root = btrfs_root_id(root);
759                 ref.ref_root = btrfs_root_id(root);
760                 btrfs_init_data_ref(&ref, ino, orig_offset, 0, false);
761                 ret = btrfs_inc_extent_ref(trans, &ref);
762                 if (ret) {
763                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
764                         goto out;
765                 }
766
767                 if (split == start) {
768                         key.offset = start;
769                 } else {
770                         if (start != key.offset) {
771                                 ret = -EINVAL;
772                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
773                                 goto out;
774                         }
775                         path->slots[0]--;
776                         extent_end = end;
777                 }
778                 recow = 1;
779         }
780
781         other_start = end;
782         other_end = 0;
783
784         ref.action = BTRFS_DROP_DELAYED_REF;
785         ref.bytenr = bytenr;
786         ref.num_bytes = num_bytes;
787         ref.parent = 0;
788         ref.owning_root = btrfs_root_id(root);
789         ref.ref_root = btrfs_root_id(root);
790         btrfs_init_data_ref(&ref, ino, orig_offset, 0, false);
791         if (extent_mergeable(leaf, path->slots[0] + 1,
792                              ino, bytenr, orig_offset,
793                              &other_start, &other_end)) {
794                 if (recow) {
795                         btrfs_release_path(path);
796                         goto again;
797                 }
798                 extent_end = other_end;
799                 del_slot = path->slots[0] + 1;
800                 del_nr++;
801                 ret = btrfs_free_extent(trans, &ref);
802                 if (ret) {
803                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
804                         goto out;
805                 }
806         }
807         other_start = 0;
808         other_end = start;
809         if (extent_mergeable(leaf, path->slots[0] - 1,
810                              ino, bytenr, orig_offset,
811                              &other_start, &other_end)) {
812                 if (recow) {
813                         btrfs_release_path(path);
814                         goto again;
815                 }
816                 key.offset = other_start;
817                 del_slot = path->slots[0];
818                 del_nr++;
819                 ret = btrfs_free_extent(trans, &ref);
820                 if (ret) {
821                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
822                         goto out;
823                 }
824         }
825         if (del_nr == 0) {
826                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
827                            struct btrfs_file_extent_item);
828                 btrfs_set_file_extent_type(leaf, fi,
829                                            BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
830                 btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi, trans->transid);
831                 btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
832         } else {
833                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, del_slot - 1,
834                            struct btrfs_file_extent_item);
835                 btrfs_set_file_extent_type(leaf, fi,
836                                            BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
837                 btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi, trans->transid);
838                 btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi,
839                                                 extent_end - key.offset);
840                 btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
841
842                 ret = btrfs_del_items(trans, root, path, del_slot, del_nr);
843                 if (ret < 0) {
844                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
845                         goto out;
846                 }
847         }
848 out:
849         btrfs_free_path(path);
850         return ret;
851 }
852
853 /*
854  * on error we return an unlocked page and the error value
855  * on success we return a locked page and 0
856  */
857 static int prepare_uptodate_page(struct inode *inode,
858                                  struct page *page, u64 pos,
859                                  bool force_uptodate)
860 {
861         struct folio *folio = page_folio(page);
862         int ret = 0;
863
864         if (((pos & (PAGE_SIZE - 1)) || force_uptodate) &&
865             !PageUptodate(page)) {
866                 ret = btrfs_read_folio(NULL, folio);
867                 if (ret)
868                         return ret;
869                 lock_page(page);
870                 if (!PageUptodate(page)) {
871                         unlock_page(page);
872                         return -EIO;
873                 }
874
875                 /*
876                  * Since btrfs_read_folio() will unlock the folio before it
877                  * returns, there is a window where btrfs_release_folio() can be
878                  * called to release the page.  Here we check both inode
879                  * mapping and PagePrivate() to make sure the page was not
880                  * released.
881                  *
882                  * The private flag check is essential for subpage as we need
883                  * to store extra bitmap using folio private.
884                  */
885                 if (page->mapping != inode->i_mapping || !folio_test_private(folio)) {
886                         unlock_page(page);
887                         return -EAGAIN;
888                 }
889         }
890         return 0;
891 }
892
893 static fgf_t get_prepare_fgp_flags(bool nowait)
894 {
895         fgf_t fgp_flags = FGP_LOCK | FGP_ACCESSED | FGP_CREAT;
896
897         if (nowait)
898                 fgp_flags |= FGP_NOWAIT;
899
900         return fgp_flags;
901 }
902
903 static gfp_t get_prepare_gfp_flags(struct inode *inode, bool nowait)
904 {
905         gfp_t gfp;
906
907         gfp = btrfs_alloc_write_mask(inode->i_mapping);
908         if (nowait) {
909                 gfp &= ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
910                 gfp |= GFP_NOWAIT;
911         }
912
913         return gfp;
914 }
915
916 /*
917  * this just gets pages into the page cache and locks them down.
918  */
919 static noinline int prepare_pages(struct inode *inode, struct page **pages,
920                                   size_t num_pages, loff_t pos,
921                                   size_t write_bytes, bool force_uptodate,
922                                   bool nowait)
923 {
924         int i;
925         unsigned long index = pos >> PAGE_SHIFT;
926         gfp_t mask = get_prepare_gfp_flags(inode, nowait);
927         fgf_t fgp_flags = get_prepare_fgp_flags(nowait);
928         int ret = 0;
929         int faili;
930
931         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
932 again:
933                 pages[i] = pagecache_get_page(inode->i_mapping, index + i,
934                                               fgp_flags, mask | __GFP_WRITE);
935                 if (!pages[i]) {
936                         faili = i - 1;
937                         if (nowait)
938                                 ret = -EAGAIN;
939                         else
940                                 ret = -ENOMEM;
941                         goto fail;
942                 }
943
944                 ret = set_page_extent_mapped(pages[i]);
945                 if (ret < 0) {
946                         faili = i;
947                         goto fail;
948                 }
949
950                 if (i == 0)
951                         ret = prepare_uptodate_page(inode, pages[i], pos,
952                                                     force_uptodate);
953                 if (!ret && i == num_pages - 1)
954                         ret = prepare_uptodate_page(inode, pages[i],
955                                                     pos + write_bytes, false);
956                 if (ret) {
957                         put_page(pages[i]);
958                         if (!nowait && ret == -EAGAIN) {
959                                 ret = 0;
960                                 goto again;
961                         }
962                         faili = i - 1;
963                         goto fail;
964                 }
965                 wait_on_page_writeback(pages[i]);
966         }
967
968         return 0;
969 fail:
970         while (faili >= 0) {
971                 unlock_page(pages[faili]);
972                 put_page(pages[faili]);
973                 faili--;
974         }
975         return ret;
976
977 }
978
979 /*
980  * This function locks the extent and properly waits for data=ordered extents
981  * to finish before allowing the pages to be modified if need.
982  *
983  * The return value:
984  * 1 - the extent is locked
985  * 0 - the extent is not locked, and everything is OK
986  * -EAGAIN - need re-prepare the pages
987  * the other < 0 number - Something wrong happens
988  */
989 static noinline int
990 lock_and_cleanup_extent_if_need(struct btrfs_inode *inode, struct page **pages,
991                                 size_t num_pages, loff_t pos,
992                                 size_t write_bytes,
993                                 u64 *lockstart, u64 *lockend, bool nowait,
994                                 struct extent_state **cached_state)
995 {
996         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
997         u64 start_pos;
998         u64 last_pos;
999         int i;
1000         int ret = 0;
1001
1002         start_pos = round_down(pos, fs_info->sectorsize);
1003         last_pos = round_up(pos + write_bytes, fs_info->sectorsize) - 1;
1004
1005         if (start_pos < inode->vfs_inode.i_size) {
1006                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1007
1008                 if (nowait) {
1009                         if (!try_lock_extent(&inode->io_tree, start_pos, last_pos,
1010                                              cached_state)) {
1011                                 for (i = 0; i < num_pages; i++) {
1012                                         unlock_page(pages[i]);
1013                                         put_page(pages[i]);
1014                                         pages[i] = NULL;
1015                                 }
1016
1017                                 return -EAGAIN;
1018                         }
1019                 } else {
1020                         lock_extent(&inode->io_tree, start_pos, last_pos, cached_state);
1021                 }
1022
1023                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start_pos,
1024                                                      last_pos - start_pos + 1);
1025                 if (ordered &&
1026                     ordered->file_offset + ordered->num_bytes > start_pos &&
1027                     ordered->file_offset <= last_pos) {
1028                         unlock_extent(&inode->io_tree, start_pos, last_pos,
1029                                       cached_state);
1030                         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
1031                                 unlock_page(pages[i]);
1032                                 put_page(pages[i]);
1033                         }
1034                         btrfs_start_ordered_extent(ordered);
1035                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1036                         return -EAGAIN;
1037                 }
1038                 if (ordered)
1039                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1040
1041                 *lockstart = start_pos;
1042                 *lockend = last_pos;
1043                 ret = 1;
1044         }
1045
1046         /*
1047          * We should be called after prepare_pages() which should have locked
1048          * all pages in the range.
1049          */
1050         for (i = 0; i < num_pages; i++)
1051                 WARN_ON(!PageLocked(pages[i]));
1052
1053         return ret;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Check if we can do nocow write into the range [@pos, @pos + @write_bytes)
1058  *
1059  * @pos:         File offset.
1060  * @write_bytes: The length to write, will be updated to the nocow writeable
1061  *               range.
1062  *
1063  * This function will flush ordered extents in the range to ensure proper
1064  * nocow checks.
1065  *
1066  * Return:
1067  * > 0          If we can nocow, and updates @write_bytes.
1068  *  0           If we can't do a nocow write.
1069  * -EAGAIN      If we can't do a nocow write because snapshoting of the inode's
1070  *              root is in progress.
1071  * < 0          If an error happened.
1072  *
1073  * NOTE: Callers need to call btrfs_check_nocow_unlock() if we return > 0.
1074  */
1075 int btrfs_check_nocow_lock(struct btrfs_inode *inode, loff_t pos,
1076                            size_t *write_bytes, bool nowait)
1077 {
1078         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1079         struct btrfs_root *root = inode->root;
1080         struct extent_state *cached_state = NULL;
1081         u64 lockstart, lockend;
1082         u64 num_bytes;
1083         int ret;
1084
1085         if (!(inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
1086                 return 0;
1087
1088         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock))
1089                 return -EAGAIN;
1090
1091         lockstart = round_down(pos, fs_info->sectorsize);
1092         lockend = round_up(pos + *write_bytes,
1093                            fs_info->sectorsize) - 1;
1094         num_bytes = lockend - lockstart + 1;
1095
1096         if (nowait) {
1097                 if (!btrfs_try_lock_ordered_range(inode, lockstart, lockend,
1098                                                   &cached_state)) {
1099                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
1100                         return -EAGAIN;
1101                 }
1102         } else {
1103                 btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, lockstart, lockend,
1104                                                    &cached_state);
1105         }
1106         ret = can_nocow_extent(&inode->vfs_inode, lockstart, &num_bytes,
1107                         NULL, NULL, NULL, nowait, false);
1108         if (ret <= 0)
1109                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
1110         else
1111                 *write_bytes = min_t(size_t, *write_bytes ,
1112                                      num_bytes - pos + lockstart);
1113         unlock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
1114
1115         return ret;
1116 }
1117
1118 void btrfs_check_nocow_unlock(struct btrfs_inode *inode)
1119 {
1120         btrfs_drew_write_unlock(&inode->root->snapshot_lock);
1121 }
1122
1123 static void update_time_for_write(struct inode *inode)
1124 {
1125         struct timespec64 now, ts;
1126
1127         if (IS_NOCMTIME(inode))
1128                 return;
1129
1130         now = current_time(inode);
1131         ts = inode_get_mtime(inode);
1132         if (!timespec64_equal(&ts, &now))
1133                 inode_set_mtime_to_ts(inode, now);
1134
1135         ts = inode_get_ctime(inode);
1136         if (!timespec64_equal(&ts, &now))
1137                 inode_set_ctime_to_ts(inode, now);
1138
1139         if (IS_I_VERSION(inode))
1140                 inode_inc_iversion(inode);
1141 }
1142
1143 static int btrfs_write_check(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
1144                              size_t count)
1145 {
1146         struct file *file = iocb->ki_filp;
1147         struct inode *inode = file_inode(file);
1148         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
1149         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1150         int ret;
1151         loff_t oldsize;
1152         loff_t start_pos;
1153
1154         /*
1155          * Quickly bail out on NOWAIT writes if we don't have the nodatacow or
1156          * prealloc flags, as without those flags we always have to COW. We will
1157          * later check if we can really COW into the target range (using
1158          * can_nocow_extent() at btrfs_get_blocks_direct_write()).
1159          */
1160         if ((iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) &&
1161             !(BTRFS_I(inode)->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
1162                 return -EAGAIN;
1163
1164         ret = file_remove_privs(file);
1165         if (ret)
1166                 return ret;
1167
1168         /*
1169          * We reserve space for updating the inode when we reserve space for the
1170          * extent we are going to write, so we will enospc out there.  We don't
1171          * need to start yet another transaction to update the inode as we will
1172          * update the inode when we finish writing whatever data we write.
1173          */
1174         update_time_for_write(inode);
1175
1176         start_pos = round_down(pos, fs_info->sectorsize);
1177         oldsize = i_size_read(inode);
1178         if (start_pos > oldsize) {
1179                 /* Expand hole size to cover write data, preventing empty gap */
1180                 loff_t end_pos = round_up(pos + count, fs_info->sectorsize);
1181
1182                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, end_pos);
1183                 if (ret)
1184                         return ret;
1185         }
1186
1187         return 0;
1188 }
1189
1190 static noinline ssize_t btrfs_buffered_write(struct kiocb *iocb,
1191                                                struct iov_iter *i)
1192 {
1193         struct file *file = iocb->ki_filp;
1194         loff_t pos;
1195         struct inode *inode = file_inode(file);
1196         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
1197         struct page **pages = NULL;
1198         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
1199         u64 release_bytes = 0;
1200         u64 lockstart;
1201         u64 lockend;
1202         size_t num_written = 0;
1203         int nrptrs;
1204         ssize_t ret;
1205         bool only_release_metadata = false;
1206         bool force_page_uptodate = false;
1207         loff_t old_isize = i_size_read(inode);
1208         unsigned int ilock_flags = 0;
1209         const bool nowait = (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT);
1210         unsigned int bdp_flags = (nowait ? BDP_ASYNC : 0);
1211
1212         if (nowait)
1213                 ilock_flags |= BTRFS_ILOCK_TRY;
1214
1215         ret = btrfs_inode_lock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1216         if (ret < 0)
1217                 return ret;
1218
1219         ret = generic_write_checks(iocb, i);
1220         if (ret <= 0)
1221                 goto out;
1222
1223         ret = btrfs_write_check(iocb, i, ret);
1224         if (ret < 0)
1225                 goto out;
1226
1227         pos = iocb->ki_pos;
1228         nrptrs = min(DIV_ROUND_UP(iov_iter_count(i), PAGE_SIZE),
1229                         PAGE_SIZE / (sizeof(struct page *)));
1230         nrptrs = min(nrptrs, current->nr_dirtied_pause - current->nr_dirtied);
1231         nrptrs = max(nrptrs, 8);
1232         pages = kmalloc_array(nrptrs, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
1233         if (!pages) {
1234                 ret = -ENOMEM;
1235                 goto out;
1236         }
1237
1238         while (iov_iter_count(i) > 0) {
1239                 struct extent_state *cached_state = NULL;
1240                 size_t offset = offset_in_page(pos);
1241                 size_t sector_offset;
1242                 size_t write_bytes = min(iov_iter_count(i),
1243                                          nrptrs * (size_t)PAGE_SIZE -
1244                                          offset);
1245                 size_t num_pages;
1246                 size_t reserve_bytes;
1247                 size_t dirty_pages;
1248                 size_t copied;
1249                 size_t dirty_sectors;
1250                 size_t num_sectors;
1251                 int extents_locked;
1252
1253                 /*
1254                  * Fault pages before locking them in prepare_pages
1255                  * to avoid recursive lock
1256                  */
1257                 if (unlikely(fault_in_iov_iter_readable(i, write_bytes))) {
1258                         ret = -EFAULT;
1259                         break;
1260                 }
1261
1262                 only_release_metadata = false;
1263                 sector_offset = pos & (fs_info->sectorsize - 1);
1264
1265                 extent_changeset_release(data_reserved);
1266                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
1267                                                   &data_reserved, pos,
1268                                                   write_bytes, nowait);
1269                 if (ret < 0) {
1270                         int can_nocow;
1271
1272                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EAGAIN)) {
1273                                 ret = -EAGAIN;
1274                                 break;
1275                         }
1276
1277                         /*
1278                          * If we don't have to COW at the offset, reserve
1279                          * metadata only. write_bytes may get smaller than
1280                          * requested here.
1281                          */
1282                         can_nocow = btrfs_check_nocow_lock(BTRFS_I(inode), pos,
1283                                                            &write_bytes, nowait);
1284                         if (can_nocow < 0)
1285                                 ret = can_nocow;
1286                         if (can_nocow > 0)
1287                                 ret = 0;
1288                         if (ret)
1289                                 break;
1290                         only_release_metadata = true;
1291                 }
1292
1293                 num_pages = DIV_ROUND_UP(write_bytes + offset, PAGE_SIZE);
1294                 WARN_ON(num_pages > nrptrs);
1295                 reserve_bytes = round_up(write_bytes + sector_offset,
1296                                          fs_info->sectorsize);
1297                 WARN_ON(reserve_bytes == 0);
1298                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode),
1299                                                       reserve_bytes,
1300                                                       reserve_bytes, nowait);
1301                 if (ret) {
1302                         if (!only_release_metadata)
1303                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
1304                                                 data_reserved, pos,
1305                                                 write_bytes);
1306                         else
1307                                 btrfs_check_nocow_unlock(BTRFS_I(inode));
1308
1309                         if (nowait && ret == -ENOSPC)
1310                                 ret = -EAGAIN;
1311                         break;
1312                 }
1313
1314                 release_bytes = reserve_bytes;
1315 again:
1316                 ret = balance_dirty_pages_ratelimited_flags(inode->i_mapping, bdp_flags);
1317                 if (ret) {
1318                         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), reserve_bytes);
1319                         break;
1320                 }
1321
1322                 /*
1323                  * This is going to setup the pages array with the number of
1324                  * pages we want, so we don't really need to worry about the
1325                  * contents of pages from loop to loop
1326                  */
1327                 ret = prepare_pages(inode, pages, num_pages,
1328                                     pos, write_bytes, force_page_uptodate, false);
1329                 if (ret) {
1330                         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode),
1331                                                        reserve_bytes);
1332                         break;
1333                 }
1334
1335                 extents_locked = lock_and_cleanup_extent_if_need(
1336                                 BTRFS_I(inode), pages,
1337                                 num_pages, pos, write_bytes, &lockstart,
1338                                 &lockend, nowait, &cached_state);
1339                 if (extents_locked < 0) {
1340                         if (!nowait && extents_locked == -EAGAIN)
1341                                 goto again;
1342
1343                         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode),
1344                                                        reserve_bytes);
1345                         ret = extents_locked;
1346                         break;
1347                 }
1348
1349                 copied = btrfs_copy_from_user(pos, write_bytes, pages, i);
1350
1351                 num_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, reserve_bytes);
1352                 dirty_sectors = round_up(copied + sector_offset,
1353                                         fs_info->sectorsize);
1354                 dirty_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, dirty_sectors);
1355
1356                 /*
1357                  * if we have trouble faulting in the pages, fall
1358                  * back to one page at a time
1359                  */
1360                 if (copied < write_bytes)
1361                         nrptrs = 1;
1362
1363                 if (copied == 0) {
1364                         force_page_uptodate = true;
1365                         dirty_sectors = 0;
1366                         dirty_pages = 0;
1367                 } else {
1368                         force_page_uptodate = false;
1369                         dirty_pages = DIV_ROUND_UP(copied + offset,
1370                                                    PAGE_SIZE);
1371                 }
1372
1373                 if (num_sectors > dirty_sectors) {
1374                         /* release everything except the sectors we dirtied */
1375                         release_bytes -= dirty_sectors << fs_info->sectorsize_bits;
1376                         if (only_release_metadata) {
1377                                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
1378                                                         release_bytes, true);
1379                         } else {
1380                                 u64 __pos;
1381
1382                                 __pos = round_down(pos,
1383                                                    fs_info->sectorsize) +
1384                                         (dirty_pages << PAGE_SHIFT);
1385                                 btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
1386                                                 data_reserved, __pos,
1387                                                 release_bytes, true);
1388                         }
1389                 }
1390
1391                 release_bytes = round_up(copied + sector_offset,
1392                                         fs_info->sectorsize);
1393
1394                 ret = btrfs_dirty_pages(BTRFS_I(inode), pages,
1395                                         dirty_pages, pos, copied,
1396                                         &cached_state, only_release_metadata);
1397
1398                 /*
1399                  * If we have not locked the extent range, because the range's
1400                  * start offset is >= i_size, we might still have a non-NULL
1401                  * cached extent state, acquired while marking the extent range
1402                  * as delalloc through btrfs_dirty_pages(). Therefore free any
1403                  * possible cached extent state to avoid a memory leak.
1404                  */
1405                 if (extents_locked)
1406                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart,
1407                                       lockend, &cached_state);
1408                 else
1409                         free_extent_state(cached_state);
1410
1411                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), reserve_bytes);
1412                 if (ret) {
1413                         btrfs_drop_pages(fs_info, pages, num_pages, pos, copied);
1414                         break;
1415                 }
1416
1417                 release_bytes = 0;
1418                 if (only_release_metadata)
1419                         btrfs_check_nocow_unlock(BTRFS_I(inode));
1420
1421                 btrfs_drop_pages(fs_info, pages, num_pages, pos, copied);
1422
1423                 cond_resched();
1424
1425                 pos += copied;
1426                 num_written += copied;
1427         }
1428
1429         kfree(pages);
1430
1431         if (release_bytes) {
1432                 if (only_release_metadata) {
1433                         btrfs_check_nocow_unlock(BTRFS_I(inode));
1434                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
1435                                         release_bytes, true);
1436                 } else {
1437                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
1438                                         data_reserved,
1439                                         round_down(pos, fs_info->sectorsize),
1440                                         release_bytes, true);
1441                 }
1442         }
1443
1444         extent_changeset_free(data_reserved);
1445         if (num_written > 0) {
1446                 pagecache_isize_extended(inode, old_isize, iocb->ki_pos);
1447                 iocb->ki_pos += num_written;
1448         }
1449 out:
1450         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1451         return num_written ? num_written : ret;
1452 }
1453
1454 static ssize_t check_direct_IO(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1455                                const struct iov_iter *iter, loff_t offset)
1456 {
1457         const u32 blocksize_mask = fs_info->sectorsize - 1;
1458
1459         if (offset & blocksize_mask)
1460                 return -EINVAL;
1461
1462         if (iov_iter_alignment(iter) & blocksize_mask)
1463                 return -EINVAL;
1464
1465         return 0;
1466 }
1467
1468 static ssize_t btrfs_direct_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1469 {
1470         struct file *file = iocb->ki_filp;
1471         struct inode *inode = file_inode(file);
1472         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
1473         loff_t pos;
1474         ssize_t written = 0;
1475         ssize_t written_buffered;
1476         size_t prev_left = 0;
1477         loff_t endbyte;
1478         ssize_t ret;
1479         unsigned int ilock_flags = 0;
1480         struct iomap_dio *dio;
1481
1482         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT)
1483                 ilock_flags |= BTRFS_ILOCK_TRY;
1484
1485         /*
1486          * If the write DIO is within EOF, use a shared lock and also only if
1487          * security bits will likely not be dropped by file_remove_privs() called
1488          * from btrfs_write_check(). Either will need to be rechecked after the
1489          * lock was acquired.
1490          */
1491         if (iocb->ki_pos + iov_iter_count(from) <= i_size_read(inode) && IS_NOSEC(inode))
1492                 ilock_flags |= BTRFS_ILOCK_SHARED;
1493
1494 relock:
1495         ret = btrfs_inode_lock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1496         if (ret < 0)
1497                 return ret;
1498
1499         /* Shared lock cannot be used with security bits set. */
1500         if ((ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) && !IS_NOSEC(inode)) {
1501                 btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1502                 ilock_flags &= ~BTRFS_ILOCK_SHARED;
1503                 goto relock;
1504         }
1505
1506         ret = generic_write_checks(iocb, from);
1507         if (ret <= 0) {
1508                 btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1509                 return ret;
1510         }
1511
1512         ret = btrfs_write_check(iocb, from, ret);
1513         if (ret < 0) {
1514                 btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1515                 goto out;
1516         }
1517
1518         pos = iocb->ki_pos;
1519         /*
1520          * Re-check since file size may have changed just before taking the
1521          * lock or pos may have changed because of O_APPEND in generic_write_check()
1522          */
1523         if ((ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) &&
1524             pos + iov_iter_count(from) > i_size_read(inode)) {
1525                 btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1526                 ilock_flags &= ~BTRFS_ILOCK_SHARED;
1527                 goto relock;
1528         }
1529
1530         if (check_direct_IO(fs_info, from, pos)) {
1531                 btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1532                 goto buffered;
1533         }
1534
1535         /*
1536          * The iov_iter can be mapped to the same file range we are writing to.
1537          * If that's the case, then we will deadlock in the iomap code, because
1538          * it first calls our callback btrfs_dio_iomap_begin(), which will create
1539          * an ordered extent, and after that it will fault in the pages that the
1540          * iov_iter refers to. During the fault in we end up in the readahead
1541          * pages code (starting at btrfs_readahead()), which will lock the range,
1542          * find that ordered extent and then wait for it to complete (at
1543          * btrfs_lock_and_flush_ordered_range()), resulting in a deadlock since
1544          * obviously the ordered extent can never complete as we didn't submit
1545          * yet the respective bio(s). This always happens when the buffer is
1546          * memory mapped to the same file range, since the iomap DIO code always
1547          * invalidates pages in the target file range (after starting and waiting
1548          * for any writeback).
1549          *
1550          * So here we disable page faults in the iov_iter and then retry if we
1551          * got -EFAULT, faulting in the pages before the retry.
1552          */
1553         from->nofault = true;
1554         dio = btrfs_dio_write(iocb, from, written);
1555         from->nofault = false;
1556
1557         /*
1558          * iomap_dio_complete() will call btrfs_sync_file() if we have a dsync
1559          * iocb, and that needs to lock the inode. So unlock it before calling
1560          * iomap_dio_complete() to avoid a deadlock.
1561          */
1562         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), ilock_flags);
1563
1564         if (IS_ERR_OR_NULL(dio))
1565                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(dio);
1566         else
1567                 ret = iomap_dio_complete(dio);
1568
1569         /* No increment (+=) because iomap returns a cumulative value. */
1570         if (ret > 0)
1571                 written = ret;
1572
1573         if (iov_iter_count(from) > 0 && (ret == -EFAULT || ret > 0)) {
1574                 const size_t left = iov_iter_count(from);
1575                 /*
1576                  * We have more data left to write. Try to fault in as many as
1577                  * possible of the remainder pages and retry. We do this without
1578                  * releasing and locking again the inode, to prevent races with
1579                  * truncate.
1580                  *
1581                  * Also, in case the iov refers to pages in the file range of the
1582                  * file we want to write to (due to a mmap), we could enter an
1583                  * infinite loop if we retry after faulting the pages in, since
1584                  * iomap will invalidate any pages in the range early on, before
1585                  * it tries to fault in the pages of the iov. So we keep track of
1586                  * how much was left of iov in the previous EFAULT and fallback
1587                  * to buffered IO in case we haven't made any progress.
1588                  */
1589                 if (left == prev_left) {
1590                         ret = -ENOTBLK;
1591                 } else {
1592                         fault_in_iov_iter_readable(from, left);
1593                         prev_left = left;
1594                         goto relock;
1595                 }
1596         }
1597
1598         /*
1599          * If 'ret' is -ENOTBLK or we have not written all data, then it means
1600          * we must fallback to buffered IO.
1601          */
1602         if ((ret < 0 && ret != -ENOTBLK) || !iov_iter_count(from))
1603                 goto out;
1604
1605 buffered:
1606         /*
1607          * If we are in a NOWAIT context, then return -EAGAIN to signal the caller
1608          * it must retry the operation in a context where blocking is acceptable,
1609          * because even if we end up not blocking during the buffered IO attempt
1610          * below, we will block when flushing and waiting for the IO.
1611          */
1612         if (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT) {
1613                 ret = -EAGAIN;
1614                 goto out;
1615         }
1616
1617         pos = iocb->ki_pos;
1618         written_buffered = btrfs_buffered_write(iocb, from);
1619         if (written_buffered < 0) {
1620                 ret = written_buffered;
1621                 goto out;
1622         }
1623         /*
1624          * Ensure all data is persisted. We want the next direct IO read to be
1625          * able to read what was just written.
1626          */
1627         endbyte = pos + written_buffered - 1;
1628         ret = btrfs_fdatawrite_range(inode, pos, endbyte);
1629         if (ret)
1630                 goto out;
1631         ret = filemap_fdatawait_range(inode->i_mapping, pos, endbyte);
1632         if (ret)
1633                 goto out;
1634         written += written_buffered;
1635         iocb->ki_pos = pos + written_buffered;
1636         invalidate_mapping_pages(file->f_mapping, pos >> PAGE_SHIFT,
1637                                  endbyte >> PAGE_SHIFT);
1638 out:
1639         return ret < 0 ? ret : written;
1640 }
1641
1642 static ssize_t btrfs_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
1643                         const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
1644 {
1645         struct file *file = iocb->ki_filp;
1646         struct inode *inode = file_inode(file);
1647         loff_t count;
1648         ssize_t ret;
1649
1650         btrfs_inode_lock(BTRFS_I(inode), 0);
1651         count = encoded->len;
1652         ret = generic_write_checks_count(iocb, &count);
1653         if (ret == 0 && count != encoded->len) {
1654                 /*
1655                  * The write got truncated by generic_write_checks_count(). We
1656                  * can't do a partial encoded write.
1657                  */
1658                 ret = -EFBIG;
1659         }
1660         if (ret || encoded->len == 0)
1661                 goto out;
1662
1663         ret = btrfs_write_check(iocb, from, encoded->len);
1664         if (ret < 0)
1665                 goto out;
1666
1667         ret = btrfs_do_encoded_write(iocb, from, encoded);
1668 out:
1669         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), 0);
1670         return ret;
1671 }
1672
1673 ssize_t btrfs_do_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
1674                             const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
1675 {
1676         struct file *file = iocb->ki_filp;
1677         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(file));
1678         ssize_t num_written, num_sync;
1679
1680         /*
1681          * If the fs flips readonly due to some impossible error, although we
1682          * have opened a file as writable, we have to stop this write operation
1683          * to ensure consistency.
1684          */
1685         if (BTRFS_FS_ERROR(inode->root->fs_info))
1686                 return -EROFS;
1687
1688         if (encoded && (iocb->ki_flags & IOCB_NOWAIT))
1689                 return -EOPNOTSUPP;
1690
1691         if (encoded) {
1692                 num_written = btrfs_encoded_write(iocb, from, encoded);
1693                 num_sync = encoded->len;
1694         } else if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
1695                 num_written = btrfs_direct_write(iocb, from);
1696                 num_sync = num_written;
1697         } else {
1698                 num_written = btrfs_buffered_write(iocb, from);
1699                 num_sync = num_written;
1700         }
1701
1702         btrfs_set_inode_last_sub_trans(inode);
1703
1704         if (num_sync > 0) {
1705                 num_sync = generic_write_sync(iocb, num_sync);
1706                 if (num_sync < 0)
1707                         num_written = num_sync;
1708         }
1709
1710         return num_written;
1711 }
1712
1713 static ssize_t btrfs_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1714 {
1715         return btrfs_do_write_iter(iocb, from, NULL);
1716 }
1717
1718 int btrfs_release_file(struct inode *inode, struct file *filp)
1719 {
1720         struct btrfs_file_private *private = filp->private_data;
1721
1722         if (private) {
1723                 kfree(private->filldir_buf);
1724                 free_extent_state(private->llseek_cached_state);
1725                 kfree(private);
1726                 filp->private_data = NULL;
1727         }
1728
1729         /*
1730          * Set by setattr when we are about to truncate a file from a non-zero
1731          * size to a zero size.  This tries to flush down new bytes that may
1732          * have been written if the application were using truncate to replace
1733          * a file in place.
1734          */
1735         if (test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
1736                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
1737                         filemap_flush(inode->i_mapping);
1738         return 0;
1739 }
1740
1741 static int start_ordered_ops(struct inode *inode, loff_t start, loff_t end)
1742 {
1743         int ret;
1744         struct blk_plug plug;
1745
1746         /*
1747          * This is only called in fsync, which would do synchronous writes, so
1748          * a plug can merge adjacent IOs as much as possible.  Esp. in case of
1749          * multiple disks using raid profile, a large IO can be split to
1750          * several segments of stripe length (currently 64K).
1751          */
1752         blk_start_plug(&plug);
1753         ret = btrfs_fdatawrite_range(inode, start, end);
1754         blk_finish_plug(&plug);
1755
1756         return ret;
1757 }
1758
1759 static inline bool skip_inode_logging(const struct btrfs_log_ctx *ctx)
1760 {
1761         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ctx->inode);
1762         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1763
1764         if (btrfs_inode_in_log(inode, btrfs_get_fs_generation(fs_info)) &&
1765             list_empty(&ctx->ordered_extents))
1766                 return true;
1767
1768         /*
1769          * If we are doing a fast fsync we can not bail out if the inode's
1770          * last_trans is <= then the last committed transaction, because we only
1771          * update the last_trans of the inode during ordered extent completion,
1772          * and for a fast fsync we don't wait for that, we only wait for the
1773          * writeback to complete.
1774          */
1775         if (inode->last_trans <= btrfs_get_last_trans_committed(fs_info) &&
1776             (test_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC, &inode->runtime_flags) ||
1777              list_empty(&ctx->ordered_extents)))
1778                 return true;
1779
1780         return false;
1781 }
1782
1783 /*
1784  * fsync call for both files and directories.  This logs the inode into
1785  * the tree log instead of forcing full commits whenever possible.
1786  *
1787  * It needs to call filemap_fdatawait so that all ordered extent updates are
1788  * in the metadata btree are up to date for copying to the log.
1789  *
1790  * It drops the inode mutex before doing the tree log commit.  This is an
1791  * important optimization for directories because holding the mutex prevents
1792  * new operations on the dir while we write to disk.
1793  */
1794 int btrfs_sync_file(struct file *file, loff_t start, loff_t end, int datasync)
1795 {
1796         struct dentry *dentry = file_dentry(file);
1797         struct inode *inode = d_inode(dentry);
1798         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
1799         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
1800         struct btrfs_trans_handle *trans;
1801         struct btrfs_log_ctx ctx;
1802         int ret = 0, err;
1803         u64 len;
1804         bool full_sync;
1805
1806         trace_btrfs_sync_file(file, datasync);
1807
1808         btrfs_init_log_ctx(&ctx, inode);
1809
1810         /*
1811          * Always set the range to a full range, otherwise we can get into
1812          * several problems, from missing file extent items to represent holes
1813          * when not using the NO_HOLES feature, to log tree corruption due to
1814          * races between hole detection during logging and completion of ordered
1815          * extents outside the range, to missing checksums due to ordered extents
1816          * for which we flushed only a subset of their pages.
1817          */
1818         start = 0;
1819         end = LLONG_MAX;
1820         len = (u64)LLONG_MAX + 1;
1821
1822         /*
1823          * We write the dirty pages in the range and wait until they complete
1824          * out of the ->i_mutex. If so, we can flush the dirty pages by
1825          * multi-task, and make the performance up.  See
1826          * btrfs_wait_ordered_range for an explanation of the ASYNC check.
1827          */
1828         ret = start_ordered_ops(inode, start, end);
1829         if (ret)
1830                 goto out;
1831
1832         btrfs_inode_lock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
1833
1834         atomic_inc(&root->log_batch);
1835
1836         /*
1837          * Before we acquired the inode's lock and the mmap lock, someone may
1838          * have dirtied more pages in the target range. We need to make sure
1839          * that writeback for any such pages does not start while we are logging
1840          * the inode, because if it does, any of the following might happen when
1841          * we are not doing a full inode sync:
1842          *
1843          * 1) We log an extent after its writeback finishes but before its
1844          *    checksums are added to the csum tree, leading to -EIO errors
1845          *    when attempting to read the extent after a log replay.
1846          *
1847          * 2) We can end up logging an extent before its writeback finishes.
1848          *    Therefore after the log replay we will have a file extent item
1849          *    pointing to an unwritten extent (and no data checksums as well).
1850          *
1851          * So trigger writeback for any eventual new dirty pages and then we
1852          * wait for all ordered extents to complete below.
1853          */
1854         ret = start_ordered_ops(inode, start, end);
1855         if (ret) {
1856                 btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
1857                 goto out;
1858         }
1859
1860         /*
1861          * Always check for the full sync flag while holding the inode's lock,
1862          * to avoid races with other tasks. The flag must be either set all the
1863          * time during logging or always off all the time while logging.
1864          * We check the flag here after starting delalloc above, because when
1865          * running delalloc the full sync flag may be set if we need to drop
1866          * extra extent map ranges due to temporary memory allocation failures.
1867          */
1868         full_sync = test_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
1869                              &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
1870
1871         /*
1872          * We have to do this here to avoid the priority inversion of waiting on
1873          * IO of a lower priority task while holding a transaction open.
1874          *
1875          * For a full fsync we wait for the ordered extents to complete while
1876          * for a fast fsync we wait just for writeback to complete, and then
1877          * attach the ordered extents to the transaction so that a transaction
1878          * commit waits for their completion, to avoid data loss if we fsync,
1879          * the current transaction commits before the ordered extents complete
1880          * and a power failure happens right after that.
1881          *
1882          * For zoned filesystem, if a write IO uses a ZONE_APPEND command, the
1883          * logical address recorded in the ordered extent may change. We need
1884          * to wait for the IO to stabilize the logical address.
1885          */
1886         if (full_sync || btrfs_is_zoned(fs_info)) {
1887                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, start, len);
1888         } else {
1889                 /*
1890                  * Get our ordered extents as soon as possible to avoid doing
1891                  * checksum lookups in the csum tree, and use instead the
1892                  * checksums attached to the ordered extents.
1893                  */
1894                 btrfs_get_ordered_extents_for_logging(BTRFS_I(inode),
1895                                                       &ctx.ordered_extents);
1896                 ret = filemap_fdatawait_range(inode->i_mapping, start, end);
1897         }
1898
1899         if (ret)
1900                 goto out_release_extents;
1901
1902         atomic_inc(&root->log_batch);
1903
1904         if (skip_inode_logging(&ctx)) {
1905                 /*
1906                  * We've had everything committed since the last time we were
1907                  * modified so clear this flag in case it was set for whatever
1908                  * reason, it's no longer relevant.
1909                  */
1910                 clear_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
1911                           &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
1912                 /*
1913                  * An ordered extent might have started before and completed
1914                  * already with io errors, in which case the inode was not
1915                  * updated and we end up here. So check the inode's mapping
1916                  * for any errors that might have happened since we last
1917                  * checked called fsync.
1918                  */
1919                 ret = filemap_check_wb_err(inode->i_mapping, file->f_wb_err);
1920                 goto out_release_extents;
1921         }
1922
1923         btrfs_init_log_ctx_scratch_eb(&ctx);
1924
1925         /*
1926          * We use start here because we will need to wait on the IO to complete
1927          * in btrfs_sync_log, which could require joining a transaction (for
1928          * example checking cross references in the nocow path).  If we use join
1929          * here we could get into a situation where we're waiting on IO to
1930          * happen that is blocked on a transaction trying to commit.  With start
1931          * we inc the extwriter counter, so we wait for all extwriters to exit
1932          * before we start blocking joiners.  This comment is to keep somebody
1933          * from thinking they are super smart and changing this to
1934          * btrfs_join_transaction *cough*Josef*cough*.
1935          */
1936         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
1937         if (IS_ERR(trans)) {
1938                 ret = PTR_ERR(trans);
1939                 goto out_release_extents;
1940         }
1941         trans->in_fsync = true;
1942
1943         ret = btrfs_log_dentry_safe(trans, dentry, &ctx);
1944         /*
1945          * Scratch eb no longer needed, release before syncing log or commit
1946          * transaction, to avoid holding unnecessary memory during such long
1947          * operations.
1948          */
1949         if (ctx.scratch_eb) {
1950                 free_extent_buffer(ctx.scratch_eb);
1951                 ctx.scratch_eb = NULL;
1952         }
1953         btrfs_release_log_ctx_extents(&ctx);
1954         if (ret < 0) {
1955                 /* Fallthrough and commit/free transaction. */
1956                 ret = BTRFS_LOG_FORCE_COMMIT;
1957         }
1958
1959         /* we've logged all the items and now have a consistent
1960          * version of the file in the log.  It is possible that
1961          * someone will come in and modify the file, but that's
1962          * fine because the log is consistent on disk, and we
1963          * have references to all of the file's extents
1964          *
1965          * It is possible that someone will come in and log the
1966          * file again, but that will end up using the synchronization
1967          * inside btrfs_sync_log to keep things safe.
1968          */
1969         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
1970
1971         if (ret == BTRFS_NO_LOG_SYNC) {
1972                 ret = btrfs_end_transaction(trans);
1973                 goto out;
1974         }
1975
1976         /* We successfully logged the inode, attempt to sync the log. */
1977         if (!ret) {
1978                 ret = btrfs_sync_log(trans, root, &ctx);
1979                 if (!ret) {
1980                         ret = btrfs_end_transaction(trans);
1981                         goto out;
1982                 }
1983         }
1984
1985         /*
1986          * At this point we need to commit the transaction because we had
1987          * btrfs_need_log_full_commit() or some other error.
1988          *
1989          * If we didn't do a full sync we have to stop the trans handle, wait on
1990          * the ordered extents, start it again and commit the transaction.  If
1991          * we attempt to wait on the ordered extents here we could deadlock with
1992          * something like fallocate() that is holding the extent lock trying to
1993          * start a transaction while some other thread is trying to commit the
1994          * transaction while we (fsync) are currently holding the transaction
1995          * open.
1996          */
1997         if (!full_sync) {
1998                 ret = btrfs_end_transaction(trans);
1999                 if (ret)
2000                         goto out;
2001                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, start, len);
2002                 if (ret)
2003                         goto out;
2004
2005                 /*
2006                  * This is safe to use here because we're only interested in
2007                  * making sure the transaction that had the ordered extents is
2008                  * committed.  We aren't waiting on anything past this point,
2009                  * we're purely getting the transaction and committing it.
2010                  */
2011                 trans = btrfs_attach_transaction_barrier(root);
2012                 if (IS_ERR(trans)) {
2013                         ret = PTR_ERR(trans);
2014
2015                         /*
2016                          * We committed the transaction and there's no currently
2017                          * running transaction, this means everything we care
2018                          * about made it to disk and we are done.
2019                          */
2020                         if (ret == -ENOENT)
2021                                 ret = 0;
2022                         goto out;
2023                 }
2024         }
2025
2026         ret = btrfs_commit_transaction(trans);
2027 out:
2028         free_extent_buffer(ctx.scratch_eb);
2029         ASSERT(list_empty(&ctx.list));
2030         ASSERT(list_empty(&ctx.conflict_inodes));
2031         err = file_check_and_advance_wb_err(file);
2032         if (!ret)
2033                 ret = err;
2034         return ret > 0 ? -EIO : ret;
2035
2036 out_release_extents:
2037         btrfs_release_log_ctx_extents(&ctx);
2038         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
2039         goto out;
2040 }
2041
2042 /*
2043  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
2044  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
2045  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
2046  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
2047  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
2048  * support these features.
2049  *
2050  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
2051  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
2052  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
2053  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
2054  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
2055  * unlock the page.
2056  */
2057 static vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
2058 {
2059         struct page *page = vmf->page;
2060         struct folio *folio = page_folio(page);
2061         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
2062         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
2063         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2064         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2065         struct extent_state *cached_state = NULL;
2066         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2067         unsigned long zero_start;
2068         loff_t size;
2069         vm_fault_t ret;
2070         int ret2;
2071         int reserved = 0;
2072         u64 reserved_space;
2073         u64 page_start;
2074         u64 page_end;
2075         u64 end;
2076
2077         ASSERT(folio_order(folio) == 0);
2078
2079         reserved_space = PAGE_SIZE;
2080
2081         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
2082         page_start = page_offset(page);
2083         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
2084         end = page_end;
2085
2086         /*
2087          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
2088          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
2089          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
2090          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
2091          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
2092          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
2093          */
2094         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
2095                                             page_start, reserved_space);
2096         if (!ret2) {
2097                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
2098                 reserved = 1;
2099         }
2100         if (ret2) {
2101                 ret = vmf_error(ret2);
2102                 if (reserved)
2103                         goto out;
2104                 goto out_noreserve;
2105         }
2106
2107         /* Make the VM retry the fault. */
2108         ret = VM_FAULT_NOPAGE;
2109 again:
2110         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
2111         lock_page(page);
2112         size = i_size_read(inode);
2113
2114         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
2115             (page_start >= size)) {
2116                 /* Page got truncated out from underneath us. */
2117                 goto out_unlock;
2118         }
2119         wait_on_page_writeback(page);
2120
2121         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2122         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
2123         if (ret2 < 0) {
2124                 ret = vmf_error(ret2);
2125                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2126                 goto out_unlock;
2127         }
2128
2129         /*
2130          * We can't set the delalloc bits if there are pending ordered
2131          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish.
2132          */
2133         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start, PAGE_SIZE);
2134         if (ordered) {
2135                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2136                 unlock_page(page);
2137                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
2138                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2139                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2140                 goto again;
2141         }
2142
2143         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
2144                 reserved_space = round_up(size - page_start, fs_info->sectorsize);
2145                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
2146                         end = page_start + reserved_space - 1;
2147                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
2148                                         data_reserved, page_start,
2149                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
2150                 }
2151         }
2152
2153         /*
2154          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
2155          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
2156          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
2157          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
2158          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
2159          */
2160         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
2161                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
2162                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
2163
2164         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
2165                                         &cached_state);
2166         if (ret2) {
2167                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2168                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
2169                 goto out_unlock;
2170         }
2171
2172         /* Page is wholly or partially inside EOF. */
2173         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
2174                 zero_start = offset_in_page(size);
2175         else
2176                 zero_start = PAGE_SIZE;
2177
2178         if (zero_start != PAGE_SIZE)
2179                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
2180
2181         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, page_start, PAGE_SIZE);
2182         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, folio, page_start, end + 1 - page_start);
2183         btrfs_folio_set_uptodate(fs_info, folio, page_start, end + 1 - page_start);
2184
2185         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
2186
2187         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2188         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
2189
2190         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
2191         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
2192         extent_changeset_free(data_reserved);
2193         return VM_FAULT_LOCKED;
2194
2195 out_unlock:
2196         unlock_page(page);
2197         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
2198 out:
2199         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
2200         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
2201                                      reserved_space, (ret != 0));
2202 out_noreserve:
2203         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
2204         extent_changeset_free(data_reserved);
2205         return ret;
2206 }
2207
2208 static const struct vm_operations_struct btrfs_file_vm_ops = {
2209         .fault          = filemap_fault,
2210         .map_pages      = filemap_map_pages,
2211         .page_mkwrite   = btrfs_page_mkwrite,
2212 };
2213
2214 static int btrfs_file_mmap(struct file  *filp, struct vm_area_struct *vma)
2215 {
2216         struct address_space *mapping = filp->f_mapping;
2217
2218         if (!mapping->a_ops->read_folio)
2219                 return -ENOEXEC;
2220
2221         file_accessed(filp);
2222         vma->vm_ops = &btrfs_file_vm_ops;
2223
2224         return 0;
2225 }
2226
2227 static int hole_mergeable(struct btrfs_inode *inode, struct extent_buffer *leaf,
2228                           int slot, u64 start, u64 end)
2229 {
2230         struct btrfs_file_extent_item *fi;
2231         struct btrfs_key key;
2232
2233         if (slot < 0 || slot >= btrfs_header_nritems(leaf))
2234                 return 0;
2235
2236         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, slot);
2237         if (key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
2238             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2239                 return 0;
2240
2241         fi = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
2242
2243         if (btrfs_file_extent_type(leaf, fi) != BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
2244                 return 0;
2245
2246         if (btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi))
2247                 return 0;
2248
2249         if (key.offset == end)
2250                 return 1;
2251         if (key.offset + btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi) == start)
2252                 return 1;
2253         return 0;
2254 }
2255
2256 static int fill_holes(struct btrfs_trans_handle *trans,
2257                 struct btrfs_inode *inode,
2258                 struct btrfs_path *path, u64 offset, u64 end)
2259 {
2260         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2261         struct btrfs_root *root = inode->root;
2262         struct extent_buffer *leaf;
2263         struct btrfs_file_extent_item *fi;
2264         struct extent_map *hole_em;
2265         struct btrfs_key key;
2266         int ret;
2267
2268         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
2269                 goto out;
2270
2271         key.objectid = btrfs_ino(inode);
2272         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2273         key.offset = offset;
2274
2275         ret = btrfs_search_slot(trans, root, &key, path, 0, 1);
2276         if (ret <= 0) {
2277                 /*
2278                  * We should have dropped this offset, so if we find it then
2279                  * something has gone horribly wrong.
2280                  */
2281                 if (ret == 0)
2282                         ret = -EINVAL;
2283                 return ret;
2284         }
2285
2286         leaf = path->nodes[0];
2287         if (hole_mergeable(inode, leaf, path->slots[0] - 1, offset, end)) {
2288                 u64 num_bytes;
2289
2290                 path->slots[0]--;
2291                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2292                                     struct btrfs_file_extent_item);
2293                 num_bytes = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi) +
2294                         end - offset;
2295                 btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi, num_bytes);
2296                 btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, fi, num_bytes);
2297                 btrfs_set_file_extent_offset(leaf, fi, 0);
2298                 btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi, trans->transid);
2299                 btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2300                 goto out;
2301         }
2302
2303         if (hole_mergeable(inode, leaf, path->slots[0], offset, end)) {
2304                 u64 num_bytes;
2305
2306                 key.offset = offset;
2307                 btrfs_set_item_key_safe(trans, path, &key);
2308                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2309                                     struct btrfs_file_extent_item);
2310                 num_bytes = btrfs_file_extent_num_bytes(leaf, fi) + end -
2311                         offset;
2312                 btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, fi, num_bytes);
2313                 btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, fi, num_bytes);
2314                 btrfs_set_file_extent_offset(leaf, fi, 0);
2315                 btrfs_set_file_extent_generation(leaf, fi, trans->transid);
2316                 btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2317                 goto out;
2318         }
2319         btrfs_release_path(path);
2320
2321         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset,
2322                                        end - offset);
2323         if (ret)
2324                 return ret;
2325
2326 out:
2327         btrfs_release_path(path);
2328
2329         hole_em = alloc_extent_map();
2330         if (!hole_em) {
2331                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, offset, end - 1, false);
2332                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
2333         } else {
2334                 hole_em->start = offset;
2335                 hole_em->len = end - offset;
2336                 hole_em->ram_bytes = hole_em->len;
2337                 hole_em->orig_start = offset;
2338
2339                 hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
2340                 hole_em->block_len = 0;
2341                 hole_em->orig_block_len = 0;
2342                 hole_em->generation = trans->transid;
2343
2344                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
2345                 free_extent_map(hole_em);
2346                 if (ret)
2347                         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
2348         }
2349
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Find a hole extent on given inode and change start/len to the end of hole
2355  * extent.(hole/vacuum extent whose em->start <= start &&
2356  *         em->start + em->len > start)
2357  * When a hole extent is found, return 1 and modify start/len.
2358  */
2359 static int find_first_non_hole(struct btrfs_inode *inode, u64 *start, u64 *len)
2360 {
2361         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2362         struct extent_map *em;
2363         int ret = 0;
2364
2365         em = btrfs_get_extent(inode, NULL,
2366                               round_down(*start, fs_info->sectorsize),
2367                               round_up(*len, fs_info->sectorsize));
2368         if (IS_ERR(em))
2369                 return PTR_ERR(em);
2370
2371         /* Hole or vacuum extent(only exists in no-hole mode) */
2372         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
2373                 ret = 1;
2374                 *len = em->start + em->len > *start + *len ?
2375                        0 : *start + *len - em->start - em->len;
2376                 *start = em->start + em->len;
2377         }
2378         free_extent_map(em);
2379         return ret;
2380 }
2381
2382 static void btrfs_punch_hole_lock_range(struct inode *inode,
2383                                         const u64 lockstart,
2384                                         const u64 lockend,
2385                                         struct extent_state **cached_state)
2386 {
2387         /*
2388          * For subpage case, if the range is not at page boundary, we could
2389          * have pages at the leading/tailing part of the range.
2390          * This could lead to dead loop since filemap_range_has_page()
2391          * will always return true.
2392          * So here we need to do extra page alignment for
2393          * filemap_range_has_page().
2394          */
2395         const u64 page_lockstart = round_up(lockstart, PAGE_SIZE);
2396         const u64 page_lockend = round_down(lockend + 1, PAGE_SIZE) - 1;
2397
2398         while (1) {
2399                 truncate_pagecache_range(inode, lockstart, lockend);
2400
2401                 lock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
2402                             cached_state);
2403                 /*
2404                  * We can't have ordered extents in the range, nor dirty/writeback
2405                  * pages, because we have locked the inode's VFS lock in exclusive
2406                  * mode, we have locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
2407                  * we have flushed all delalloc in the range and we have waited
2408                  * for any ordered extents in the range to complete.
2409                  * We can race with anyone reading pages from this range, so after
2410                  * locking the range check if we have pages in the range, and if
2411                  * we do, unlock the range and retry.
2412                  */
2413                 if (!filemap_range_has_page(inode->i_mapping, page_lockstart,
2414                                             page_lockend))
2415                         break;
2416
2417                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
2418                               cached_state);
2419         }
2420
2421         btrfs_assert_inode_range_clean(BTRFS_I(inode), lockstart, lockend);
2422 }
2423
2424 static int btrfs_insert_replace_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2425                                      struct btrfs_inode *inode,
2426                                      struct btrfs_path *path,
2427                                      struct btrfs_replace_extent_info *extent_info,
2428                                      const u64 replace_len,
2429                                      const u64 bytes_to_drop)
2430 {
2431         struct btrfs_fs_info *fs_info = trans->fs_info;
2432         struct btrfs_root *root = inode->root;
2433         struct btrfs_file_extent_item *extent;
2434         struct extent_buffer *leaf;
2435         struct btrfs_key key;
2436         int slot;
2437         int ret;
2438
2439         if (replace_len == 0)
2440                 return 0;
2441
2442         if (extent_info->disk_offset == 0 &&
2443             btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES)) {
2444                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, bytes_to_drop);
2445                 return 0;
2446         }
2447
2448         key.objectid = btrfs_ino(inode);
2449         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2450         key.offset = extent_info->file_offset;
2451         ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
2452                                       sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2453         if (ret)
2454                 return ret;
2455         leaf = path->nodes[0];
2456         slot = path->slots[0];
2457         write_extent_buffer(leaf, extent_info->extent_buf,
2458                             btrfs_item_ptr_offset(leaf, slot),
2459                             sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2460         extent = btrfs_item_ptr(leaf, slot, struct btrfs_file_extent_item);
2461         ASSERT(btrfs_file_extent_type(leaf, extent) != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
2462         btrfs_set_file_extent_offset(leaf, extent, extent_info->data_offset);
2463         btrfs_set_file_extent_num_bytes(leaf, extent, replace_len);
2464         if (extent_info->is_new_extent)
2465                 btrfs_set_file_extent_generation(leaf, extent, trans->transid);
2466         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2467         btrfs_release_path(path);
2468
2469         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, extent_info->file_offset,
2470                                                 replace_len);
2471         if (ret)
2472                 return ret;
2473
2474         /* If it's a hole, nothing more needs to be done. */
2475         if (extent_info->disk_offset == 0) {
2476                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, bytes_to_drop);
2477                 return 0;
2478         }
2479
2480         btrfs_update_inode_bytes(inode, replace_len, bytes_to_drop);
2481
2482         if (extent_info->is_new_extent && extent_info->insertions == 0) {
2483                 key.objectid = extent_info->disk_offset;
2484                 key.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2485                 key.offset = extent_info->disk_len;
2486                 ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root,
2487                                                        btrfs_ino(inode),
2488                                                        extent_info->file_offset,
2489                                                        extent_info->qgroup_reserved,
2490                                                        &key);
2491         } else {
2492                 struct btrfs_ref ref = {
2493                         .action = BTRFS_ADD_DELAYED_REF,
2494                         .bytenr = extent_info->disk_offset,
2495                         .num_bytes = extent_info->disk_len,
2496                         .owning_root = btrfs_root_id(root),
2497                         .ref_root = btrfs_root_id(root),
2498                 };
2499                 u64 ref_offset;
2500
2501                 ref_offset = extent_info->file_offset - extent_info->data_offset;
2502                 btrfs_init_data_ref(&ref, btrfs_ino(inode), ref_offset, 0, false);
2503                 ret = btrfs_inc_extent_ref(trans, &ref);
2504         }
2505
2506         extent_info->insertions++;
2507
2508         return ret;
2509 }
2510
2511 /*
2512  * The respective range must have been previously locked, as well as the inode.
2513  * The end offset is inclusive (last byte of the range).
2514  * @extent_info is NULL for fallocate's hole punching and non-NULL when replacing
2515  * the file range with an extent.
2516  * When not punching a hole, we don't want to end up in a state where we dropped
2517  * extents without inserting a new one, so we must abort the transaction to avoid
2518  * a corruption.
2519  */
2520 int btrfs_replace_file_extents(struct btrfs_inode *inode,
2521                                struct btrfs_path *path, const u64 start,
2522                                const u64 end,
2523                                struct btrfs_replace_extent_info *extent_info,
2524                                struct btrfs_trans_handle **trans_out)
2525 {
2526         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2527         struct btrfs_root *root = inode->root;
2528         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2529         u64 min_size = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
2530         u64 ino_size = round_up(inode->vfs_inode.i_size, fs_info->sectorsize);
2531         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
2532         struct btrfs_block_rsv *rsv;
2533         unsigned int rsv_count;
2534         u64 cur_offset;
2535         u64 len = end - start;
2536         int ret = 0;
2537
2538         if (end <= start)
2539                 return -EINVAL;
2540
2541         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
2542         if (!rsv) {
2543                 ret = -ENOMEM;
2544                 goto out;
2545         }
2546         rsv->size = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
2547         rsv->failfast = true;
2548
2549         /*
2550          * 1 - update the inode
2551          * 1 - removing the extents in the range
2552          * 1 - adding the hole extent if no_holes isn't set or if we are
2553          *     replacing the range with a new extent
2554          */
2555         if (!btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES) || extent_info)
2556                 rsv_count = 3;
2557         else
2558                 rsv_count = 2;
2559
2560         trans = btrfs_start_transaction(root, rsv_count);
2561         if (IS_ERR(trans)) {
2562                 ret = PTR_ERR(trans);
2563                 trans = NULL;
2564                 goto out_free;
2565         }
2566
2567         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
2568                                       min_size, false);
2569         if (WARN_ON(ret))
2570                 goto out_trans;
2571         trans->block_rsv = rsv;
2572
2573         cur_offset = start;
2574         drop_args.path = path;
2575         drop_args.end = end + 1;
2576         drop_args.drop_cache = true;
2577         while (cur_offset < end) {
2578                 drop_args.start = cur_offset;
2579                 ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2580                 /* If we are punching a hole decrement the inode's byte count */
2581                 if (!extent_info)
2582                         btrfs_update_inode_bytes(inode, 0,
2583                                                  drop_args.bytes_found);
2584                 if (ret != -ENOSPC) {
2585                         /*
2586                          * The only time we don't want to abort is if we are
2587                          * attempting to clone a partial inline extent, in which
2588                          * case we'll get EOPNOTSUPP.  However if we aren't
2589                          * clone we need to abort no matter what, because if we
2590                          * got EOPNOTSUPP via prealloc then we messed up and
2591                          * need to abort.
2592                          */
2593                         if (ret &&
2594                             (ret != -EOPNOTSUPP ||
2595                              (extent_info && extent_info->is_new_extent)))
2596                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2597                         break;
2598                 }
2599
2600                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
2601
2602                 if (!extent_info && cur_offset < drop_args.drop_end &&
2603                     cur_offset < ino_size) {
2604                         ret = fill_holes(trans, inode, path, cur_offset,
2605                                          drop_args.drop_end);
2606                         if (ret) {
2607                                 /*
2608                                  * If we failed then we didn't insert our hole
2609                                  * entries for the area we dropped, so now the
2610                                  * fs is corrupted, so we must abort the
2611                                  * transaction.
2612                                  */
2613                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2614                                 break;
2615                         }
2616                 } else if (!extent_info && cur_offset < drop_args.drop_end) {
2617                         /*
2618                          * We are past the i_size here, but since we didn't
2619                          * insert holes we need to clear the mapped area so we
2620                          * know to not set disk_i_size in this area until a new
2621                          * file extent is inserted here.
2622                          */
2623                         ret = btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode,
2624                                         cur_offset,
2625                                         drop_args.drop_end - cur_offset);
2626                         if (ret) {
2627                                 /*
2628                                  * We couldn't clear our area, so we could
2629                                  * presumably adjust up and corrupt the fs, so
2630                                  * we need to abort.
2631                                  */
2632                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2633                                 break;
2634                         }
2635                 }
2636
2637                 if (extent_info &&
2638                     drop_args.drop_end > extent_info->file_offset) {
2639                         u64 replace_len = drop_args.drop_end -
2640                                           extent_info->file_offset;
2641
2642                         ret = btrfs_insert_replace_extent(trans, inode, path,
2643                                         extent_info, replace_len,
2644                                         drop_args.bytes_found);
2645                         if (ret) {
2646                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2647                                 break;
2648                         }
2649                         extent_info->data_len -= replace_len;
2650                         extent_info->data_offset += replace_len;
2651                         extent_info->file_offset += replace_len;
2652                 }
2653
2654                 /*
2655                  * We are releasing our handle on the transaction, balance the
2656                  * dirty pages of the btree inode and flush delayed items, and
2657                  * then get a new transaction handle, which may now point to a
2658                  * new transaction in case someone else may have committed the
2659                  * transaction we used to replace/drop file extent items. So
2660                  * bump the inode's iversion and update mtime and ctime except
2661                  * if we are called from a dedupe context. This is because a
2662                  * power failure/crash may happen after the transaction is
2663                  * committed and before we finish replacing/dropping all the
2664                  * file extent items we need.
2665                  */
2666                 inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
2667
2668                 if (!extent_info || extent_info->update_times)
2669                         inode_set_mtime_to_ts(&inode->vfs_inode,
2670                                               inode_set_ctime_current(&inode->vfs_inode));
2671
2672                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
2673                 if (ret)
2674                         break;
2675
2676                 btrfs_end_transaction(trans);
2677                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
2678
2679                 trans = btrfs_start_transaction(root, rsv_count);
2680                 if (IS_ERR(trans)) {
2681                         ret = PTR_ERR(trans);
2682                         trans = NULL;
2683                         break;
2684                 }
2685
2686                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
2687                                               rsv, min_size, false);
2688                 if (WARN_ON(ret))
2689                         break;
2690                 trans->block_rsv = rsv;
2691
2692                 cur_offset = drop_args.drop_end;
2693                 len = end - cur_offset;
2694                 if (!extent_info && len) {
2695                         ret = find_first_non_hole(inode, &cur_offset, &len);
2696                         if (unlikely(ret < 0))
2697                                 break;
2698                         if (ret && !len) {
2699                                 ret = 0;
2700                                 break;
2701                         }
2702                 }
2703         }
2704
2705         /*
2706          * If we were cloning, force the next fsync to be a full one since we
2707          * we replaced (or just dropped in the case of cloning holes when
2708          * NO_HOLES is enabled) file extent items and did not setup new extent
2709          * maps for the replacement extents (or holes).
2710          */
2711         if (extent_info && !extent_info->is_new_extent)
2712                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
2713
2714         if (ret)
2715                 goto out_trans;
2716
2717         trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
2718         /*
2719          * If we are using the NO_HOLES feature we might have had already an
2720          * hole that overlaps a part of the region [lockstart, lockend] and
2721          * ends at (or beyond) lockend. Since we have no file extent items to
2722          * represent holes, drop_end can be less than lockend and so we must
2723          * make sure we have an extent map representing the existing hole (the
2724          * call to __btrfs_drop_extents() might have dropped the existing extent
2725          * map representing the existing hole), otherwise the fast fsync path
2726          * will not record the existence of the hole region
2727          * [existing_hole_start, lockend].
2728          */
2729         if (drop_args.drop_end <= end)
2730                 drop_args.drop_end = end + 1;
2731         /*
2732          * Don't insert file hole extent item if it's for a range beyond eof
2733          * (because it's useless) or if it represents a 0 bytes range (when
2734          * cur_offset == drop_end).
2735          */
2736         if (!extent_info && cur_offset < ino_size &&
2737             cur_offset < drop_args.drop_end) {
2738                 ret = fill_holes(trans, inode, path, cur_offset,
2739                                  drop_args.drop_end);
2740                 if (ret) {
2741                         /* Same comment as above. */
2742                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2743                         goto out_trans;
2744                 }
2745         } else if (!extent_info && cur_offset < drop_args.drop_end) {
2746                 /* See the comment in the loop above for the reasoning here. */
2747                 ret = btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, cur_offset,
2748                                         drop_args.drop_end - cur_offset);
2749                 if (ret) {
2750                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2751                         goto out_trans;
2752                 }
2753
2754         }
2755         if (extent_info) {
2756                 ret = btrfs_insert_replace_extent(trans, inode, path,
2757                                 extent_info, extent_info->data_len,
2758                                 drop_args.bytes_found);
2759                 if (ret) {
2760                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
2761                         goto out_trans;
2762                 }
2763         }
2764
2765 out_trans:
2766         if (!trans)
2767                 goto out_free;
2768
2769         trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
2770         if (ret)
2771                 btrfs_end_transaction(trans);
2772         else
2773                 *trans_out = trans;
2774 out_free:
2775         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
2776 out:
2777         return ret;
2778 }
2779
2780 static int btrfs_punch_hole(struct file *file, loff_t offset, loff_t len)
2781 {
2782         struct inode *inode = file_inode(file);
2783         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
2784         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2785         struct extent_state *cached_state = NULL;
2786         struct btrfs_path *path;
2787         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
2788         u64 lockstart;
2789         u64 lockend;
2790         u64 tail_start;
2791         u64 tail_len;
2792         u64 orig_start = offset;
2793         int ret = 0;
2794         bool same_block;
2795         u64 ino_size;
2796         bool truncated_block = false;
2797         bool updated_inode = false;
2798
2799         btrfs_inode_lock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
2800
2801         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, offset, len);
2802         if (ret)
2803                 goto out_only_mutex;
2804
2805         ino_size = round_up(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
2806         ret = find_first_non_hole(BTRFS_I(inode), &offset, &len);
2807         if (ret < 0)
2808                 goto out_only_mutex;
2809         if (ret && !len) {
2810                 /* Already in a large hole */
2811                 ret = 0;
2812                 goto out_only_mutex;
2813         }
2814
2815         ret = file_modified(file);
2816         if (ret)
2817                 goto out_only_mutex;
2818
2819         lockstart = round_up(offset, fs_info->sectorsize);
2820         lockend = round_down(offset + len, fs_info->sectorsize) - 1;
2821         same_block = (BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, offset))
2822                 == (BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, offset + len - 1));
2823         /*
2824          * We needn't truncate any block which is beyond the end of the file
2825          * because we are sure there is no data there.
2826          */
2827         /*
2828          * Only do this if we are in the same block and we aren't doing the
2829          * entire block.
2830          */
2831         if (same_block && len < fs_info->sectorsize) {
2832                 if (offset < ino_size) {
2833                         truncated_block = true;
2834                         ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), offset, len,
2835                                                    0);
2836                 } else {
2837                         ret = 0;
2838                 }
2839                 goto out_only_mutex;
2840         }
2841
2842         /* zero back part of the first block */
2843         if (offset < ino_size) {
2844                 truncated_block = true;
2845                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), offset, 0, 0);
2846                 if (ret) {
2847                         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
2848                         return ret;
2849                 }
2850         }
2851
2852         /* Check the aligned pages after the first unaligned page,
2853          * if offset != orig_start, which means the first unaligned page
2854          * including several following pages are already in holes,
2855          * the extra check can be skipped */
2856         if (offset == orig_start) {
2857                 /* after truncate page, check hole again */
2858                 len = offset + len - lockstart;
2859                 offset = lockstart;
2860                 ret = find_first_non_hole(BTRFS_I(inode), &offset, &len);
2861                 if (ret < 0)
2862                         goto out_only_mutex;
2863                 if (ret && !len) {
2864                         ret = 0;
2865                         goto out_only_mutex;
2866                 }
2867                 lockstart = offset;
2868         }
2869
2870         /* Check the tail unaligned part is in a hole */
2871         tail_start = lockend + 1;
2872         tail_len = offset + len - tail_start;
2873         if (tail_len) {
2874                 ret = find_first_non_hole(BTRFS_I(inode), &tail_start, &tail_len);
2875                 if (unlikely(ret < 0))
2876                         goto out_only_mutex;
2877                 if (!ret) {
2878                         /* zero the front end of the last page */
2879                         if (tail_start + tail_len < ino_size) {
2880                                 truncated_block = true;
2881                                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode),
2882                                                         tail_start + tail_len,
2883                                                         0, 1);
2884                                 if (ret)
2885                                         goto out_only_mutex;
2886                         }
2887                 }
2888         }
2889
2890         if (lockend < lockstart) {
2891                 ret = 0;
2892                 goto out_only_mutex;
2893         }
2894
2895         btrfs_punch_hole_lock_range(inode, lockstart, lockend, &cached_state);
2896
2897         path = btrfs_alloc_path();
2898         if (!path) {
2899                 ret = -ENOMEM;
2900                 goto out;
2901         }
2902
2903         ret = btrfs_replace_file_extents(BTRFS_I(inode), path, lockstart,
2904                                          lockend, NULL, &trans);
2905         btrfs_free_path(path);
2906         if (ret)
2907                 goto out;
2908
2909         ASSERT(trans != NULL);
2910         inode_inc_iversion(inode);
2911         inode_set_mtime_to_ts(inode, inode_set_ctime_current(inode));
2912         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
2913         updated_inode = true;
2914         btrfs_end_transaction(trans);
2915         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
2916 out:
2917         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
2918                       &cached_state);
2919 out_only_mutex:
2920         if (!updated_inode && truncated_block && !ret) {
2921                 /*
2922                  * If we only end up zeroing part of a page, we still need to
2923                  * update the inode item, so that all the time fields are
2924                  * updated as well as the necessary btrfs inode in memory fields
2925                  * for detecting, at fsync time, if the inode isn't yet in the
2926                  * log tree or it's there but not up to date.
2927                  */
2928                 struct timespec64 now = inode_set_ctime_current(inode);
2929
2930                 inode_inc_iversion(inode);
2931                 inode_set_mtime_to_ts(inode, now);
2932                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
2933                 if (IS_ERR(trans)) {
2934                         ret = PTR_ERR(trans);
2935                 } else {
2936                         int ret2;
2937
2938                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
2939                         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
2940                         if (!ret)
2941                                 ret = ret2;
2942                 }
2943         }
2944         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
2945         return ret;
2946 }
2947
2948 /* Helper structure to record which range is already reserved */
2949 struct falloc_range {
2950         struct list_head list;
2951         u64 start;
2952         u64 len;
2953 };
2954
2955 /*
2956  * Helper function to add falloc range
2957  *
2958  * Caller should have locked the larger range of extent containing
2959  * [start, len)
2960  */
2961 static int add_falloc_range(struct list_head *head, u64 start, u64 len)
2962 {
2963         struct falloc_range *range = NULL;
2964
2965         if (!list_empty(head)) {
2966                 /*
2967                  * As fallocate iterates by bytenr order, we only need to check
2968                  * the last range.
2969                  */
2970                 range = list_last_entry(head, struct falloc_range, list);
2971                 if (range->start + range->len == start) {
2972                         range->len += len;
2973                         return 0;
2974                 }
2975         }
2976
2977         range = kmalloc(sizeof(*range), GFP_KERNEL);
2978         if (!range)
2979                 return -ENOMEM;
2980         range->start = start;
2981         range->len = len;
2982         list_add_tail(&range->list, head);
2983         return 0;
2984 }
2985
2986 static int btrfs_fallocate_update_isize(struct inode *inode,
2987                                         const u64 end,
2988                                         const int mode)
2989 {
2990         struct btrfs_trans_handle *trans;
2991         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2992         int ret;
2993         int ret2;
2994
2995         if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE || end <= i_size_read(inode))
2996                 return 0;
2997
2998         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
2999         if (IS_ERR(trans))
3000                 return PTR_ERR(trans);
3001
3002         inode_set_ctime_current(inode);
3003         i_size_write(inode, end);
3004         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
3005         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
3006         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
3007
3008         return ret ? ret : ret2;
3009 }
3010
3011 enum {
3012         RANGE_BOUNDARY_WRITTEN_EXTENT,
3013         RANGE_BOUNDARY_PREALLOC_EXTENT,
3014         RANGE_BOUNDARY_HOLE,
3015 };
3016
3017 static int btrfs_zero_range_check_range_boundary(struct btrfs_inode *inode,
3018                                                  u64 offset)
3019 {
3020         const u64 sectorsize = inode->root->fs_info->sectorsize;
3021         struct extent_map *em;
3022         int ret;
3023
3024         offset = round_down(offset, sectorsize);
3025         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, offset, sectorsize);
3026         if (IS_ERR(em))
3027                 return PTR_ERR(em);
3028
3029         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE)
3030                 ret = RANGE_BOUNDARY_HOLE;
3031         else if (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)
3032                 ret = RANGE_BOUNDARY_PREALLOC_EXTENT;
3033         else
3034                 ret = RANGE_BOUNDARY_WRITTEN_EXTENT;
3035
3036         free_extent_map(em);
3037         return ret;
3038 }
3039
3040 static int btrfs_zero_range(struct inode *inode,
3041                             loff_t offset,
3042                             loff_t len,
3043                             const int mode)
3044 {
3045         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
3046         struct extent_map *em;
3047         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
3048         int ret;
3049         u64 alloc_hint = 0;
3050         const u64 sectorsize = fs_info->sectorsize;
3051         u64 alloc_start = round_down(offset, sectorsize);
3052         u64 alloc_end = round_up(offset + len, sectorsize);
3053         u64 bytes_to_reserve = 0;
3054         bool space_reserved = false;
3055
3056         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, alloc_start,
3057                               alloc_end - alloc_start);
3058         if (IS_ERR(em)) {
3059                 ret = PTR_ERR(em);
3060                 goto out;
3061         }
3062
3063         /*
3064          * Avoid hole punching and extent allocation for some cases. More cases
3065          * could be considered, but these are unlikely common and we keep things
3066          * as simple as possible for now. Also, intentionally, if the target
3067          * range contains one or more prealloc extents together with regular
3068          * extents and holes, we drop all the existing extents and allocate a
3069          * new prealloc extent, so that we get a larger contiguous disk extent.
3070          */
3071         if (em->start <= alloc_start && (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
3072                 const u64 em_end = em->start + em->len;
3073
3074                 if (em_end >= offset + len) {
3075                         /*
3076                          * The whole range is already a prealloc extent,
3077                          * do nothing except updating the inode's i_size if
3078                          * needed.
3079                          */
3080                         free_extent_map(em);
3081                         ret = btrfs_fallocate_update_isize(inode, offset + len,
3082                                                            mode);
3083                         goto out;
3084                 }
3085                 /*
3086                  * Part of the range is already a prealloc extent, so operate
3087                  * only on the remaining part of the range.
3088                  */
3089                 alloc_start = em_end;
3090                 ASSERT(IS_ALIGNED(alloc_start, sectorsize));
3091                 len = offset + len - alloc_start;
3092                 offset = alloc_start;
3093                 alloc_hint = em->block_start + em->len;
3094         }
3095         free_extent_map(em);
3096
3097         if (BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, offset) ==
3098             BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, offset + len - 1)) {
3099                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, alloc_start, sectorsize);
3100                 if (IS_ERR(em)) {
3101                         ret = PTR_ERR(em);
3102                         goto out;
3103                 }
3104
3105                 if (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) {
3106                         free_extent_map(em);
3107                         ret = btrfs_fallocate_update_isize(inode, offset + len,
3108                                                            mode);
3109                         goto out;
3110                 }
3111                 if (len < sectorsize && em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE) {
3112                         free_extent_map(em);
3113                         ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), offset, len,
3114                                                    0);
3115                         if (!ret)
3116                                 ret = btrfs_fallocate_update_isize(inode,
3117                                                                    offset + len,
3118                                                                    mode);
3119                         return ret;
3120                 }
3121                 free_extent_map(em);
3122                 alloc_start = round_down(offset, sectorsize);
3123                 alloc_end = alloc_start + sectorsize;
3124                 goto reserve_space;
3125         }
3126
3127         alloc_start = round_up(offset, sectorsize);
3128         alloc_end = round_down(offset + len, sectorsize);
3129
3130         /*
3131          * For unaligned ranges, check the pages at the boundaries, they might
3132          * map to an extent, in which case we need to partially zero them, or
3133          * they might map to a hole, in which case we need our allocation range
3134          * to cover them.
3135          */
3136         if (!IS_ALIGNED(offset, sectorsize)) {
3137                 ret = btrfs_zero_range_check_range_boundary(BTRFS_I(inode),
3138                                                             offset);
3139                 if (ret < 0)
3140                         goto out;
3141                 if (ret == RANGE_BOUNDARY_HOLE) {
3142                         alloc_start = round_down(offset, sectorsize);
3143                         ret = 0;
3144                 } else if (ret == RANGE_BOUNDARY_WRITTEN_EXTENT) {
3145                         ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), offset, 0, 0);
3146                         if (ret)
3147                                 goto out;
3148                 } else {
3149                         ret = 0;
3150                 }
3151         }
3152
3153         if (!IS_ALIGNED(offset + len, sectorsize)) {
3154                 ret = btrfs_zero_range_check_range_boundary(BTRFS_I(inode),
3155                                                             offset + len);
3156                 if (ret < 0)
3157                         goto out;
3158                 if (ret == RANGE_BOUNDARY_HOLE) {
3159                         alloc_end = round_up(offset + len, sectorsize);
3160                         ret = 0;
3161                 } else if (ret == RANGE_BOUNDARY_WRITTEN_EXTENT) {
3162                         ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), offset + len,
3163                                                    0, 1);
3164                         if (ret)
3165                                 goto out;
3166                 } else {
3167                         ret = 0;
3168                 }
3169         }
3170
3171 reserve_space:
3172         if (alloc_start < alloc_end) {
3173                 struct extent_state *cached_state = NULL;
3174                 const u64 lockstart = alloc_start;
3175                 const u64 lockend = alloc_end - 1;
3176
3177                 bytes_to_reserve = alloc_end - alloc_start;
3178                 ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(BTRFS_I(inode),
3179                                                       bytes_to_reserve);
3180                 if (ret < 0)
3181                         goto out;
3182                 space_reserved = true;
3183                 btrfs_punch_hole_lock_range(inode, lockstart, lockend,
3184                                             &cached_state);
3185                 ret = btrfs_qgroup_reserve_data(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
3186                                                 alloc_start, bytes_to_reserve);
3187                 if (ret) {
3188                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart,
3189                                       lockend, &cached_state);
3190                         goto out;
3191                 }
3192                 ret = btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, alloc_start,
3193                                                 alloc_end - alloc_start,
3194                                                 fs_info->sectorsize,
3195                                                 offset + len, &alloc_hint);
3196                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
3197                               &cached_state);
3198                 /* btrfs_prealloc_file_range releases reserved space on error */
3199                 if (ret) {
3200                         space_reserved = false;
3201                         goto out;
3202                 }
3203         }
3204         ret = btrfs_fallocate_update_isize(inode, offset + len, mode);
3205  out:
3206         if (ret && space_reserved)
3207                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), data_reserved,
3208                                                alloc_start, bytes_to_reserve);
3209         extent_changeset_free(data_reserved);
3210
3211         return ret;
3212 }
3213
3214 static long btrfs_fallocate(struct file *file, int mode,
3215                             loff_t offset, loff_t len)
3216 {
3217         struct inode *inode = file_inode(file);
3218         struct extent_state *cached_state = NULL;
3219         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
3220         struct falloc_range *range;
3221         struct falloc_range *tmp;
3222         LIST_HEAD(reserve_list);
3223         u64 cur_offset;
3224         u64 last_byte;
3225         u64 alloc_start;
3226         u64 alloc_end;
3227         u64 alloc_hint = 0;
3228         u64 locked_end;
3229         u64 actual_end = 0;
3230         u64 data_space_needed = 0;
3231         u64 data_space_reserved = 0;
3232         u64 qgroup_reserved = 0;
3233         struct extent_map *em;
3234         int blocksize = BTRFS_I(inode)->root->fs_info->sectorsize;
3235         int ret;
3236
3237         /* Do not allow fallocate in ZONED mode */
3238         if (btrfs_is_zoned(inode_to_fs_info(inode)))
3239                 return -EOPNOTSUPP;
3240
3241         alloc_start = round_down(offset, blocksize);
3242         alloc_end = round_up(offset + len, blocksize);
3243         cur_offset = alloc_start;
3244
3245         /* Make sure we aren't being give some crap mode */
3246         if (mode & ~(FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |
3247                      FALLOC_FL_ZERO_RANGE))
3248                 return -EOPNOTSUPP;
3249
3250         if (mode & FALLOC_FL_PUNCH_HOLE)
3251                 return btrfs_punch_hole(file, offset, len);
3252
3253         btrfs_inode_lock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
3254
3255         if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) && offset + len > inode->i_size) {
3256                 ret = inode_newsize_ok(inode, offset + len);
3257                 if (ret)
3258                         goto out;
3259         }
3260
3261         ret = file_modified(file);
3262         if (ret)
3263                 goto out;
3264
3265         /*
3266          * TODO: Move these two operations after we have checked
3267          * accurate reserved space, or fallocate can still fail but
3268          * with page truncated or size expanded.
3269          *
3270          * But that's a minor problem and won't do much harm BTW.
3271          */
3272         if (alloc_start > inode->i_size) {
3273                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), i_size_read(inode),
3274                                         alloc_start);
3275                 if (ret)
3276                         goto out;
3277         } else if (offset + len > inode->i_size) {
3278                 /*
3279                  * If we are fallocating from the end of the file onward we
3280                  * need to zero out the end of the block if i_size lands in the
3281                  * middle of a block.
3282                  */
3283                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), inode->i_size, 0, 0);
3284                 if (ret)
3285                         goto out;
3286         }
3287
3288         /*
3289          * We have locked the inode at the VFS level (in exclusive mode) and we
3290          * have locked the i_mmap_lock lock (in exclusive mode). Now before
3291          * locking the file range, flush all dealloc in the range and wait for
3292          * all ordered extents in the range to complete. After this we can lock
3293          * the file range and, due to the previous locking we did, we know there
3294          * can't be more delalloc or ordered extents in the range.
3295          */
3296         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, alloc_start,
3297                                        alloc_end - alloc_start);
3298         if (ret)
3299                 goto out;
3300
3301         if (mode & FALLOC_FL_ZERO_RANGE) {
3302                 ret = btrfs_zero_range(inode, offset, len, mode);
3303                 btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
3304                 return ret;
3305         }
3306
3307         locked_end = alloc_end - 1;
3308         lock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, alloc_start, locked_end,
3309                     &cached_state);
3310
3311         btrfs_assert_inode_range_clean(BTRFS_I(inode), alloc_start, locked_end);
3312
3313         /* First, check if we exceed the qgroup limit */
3314         while (cur_offset < alloc_end) {
3315                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, cur_offset,
3316                                       alloc_end - cur_offset);
3317                 if (IS_ERR(em)) {
3318                         ret = PTR_ERR(em);
3319                         break;
3320                 }
3321                 last_byte = min(extent_map_end(em), alloc_end);
3322                 actual_end = min_t(u64, extent_map_end(em), offset + len);
3323                 last_byte = ALIGN(last_byte, blocksize);
3324                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
3325                     (cur_offset >= inode->i_size &&
3326                      !(em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC))) {
3327                         const u64 range_len = last_byte - cur_offset;
3328
3329                         ret = add_falloc_range(&reserve_list, cur_offset, range_len);
3330                         if (ret < 0) {
3331                                 free_extent_map(em);
3332                                 break;
3333                         }
3334                         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(BTRFS_I(inode),
3335                                         &data_reserved, cur_offset, range_len);
3336                         if (ret < 0) {
3337                                 free_extent_map(em);
3338                                 break;
3339                         }
3340                         qgroup_reserved += range_len;
3341                         data_space_needed += range_len;
3342                 }
3343                 free_extent_map(em);
3344                 cur_offset = last_byte;
3345         }
3346
3347         if (!ret && data_space_needed > 0) {
3348                 /*
3349                  * We are safe to reserve space here as we can't have delalloc
3350                  * in the range, see above.
3351                  */
3352                 ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(BTRFS_I(inode),
3353                                                       data_space_needed);
3354                 if (!ret)
3355                         data_space_reserved = data_space_needed;
3356         }
3357
3358         /*
3359          * If ret is still 0, means we're OK to fallocate.
3360          * Or just cleanup the list and exit.
3361          */
3362         list_for_each_entry_safe(range, tmp, &reserve_list, list) {
3363                 if (!ret) {
3364                         ret = btrfs_prealloc_file_range(inode, mode,
3365                                         range->start,
3366                                         range->len, blocksize,
3367                                         offset + len, &alloc_hint);
3368                         /*
3369                          * btrfs_prealloc_file_range() releases space even
3370                          * if it returns an error.
3371                          */
3372                         data_space_reserved -= range->len;
3373                         qgroup_reserved -= range->len;
3374                 } else if (data_space_reserved > 0) {
3375                         btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
3376                                                data_reserved, range->start,
3377                                                range->len);
3378                         data_space_reserved -= range->len;
3379                         qgroup_reserved -= range->len;
3380                 } else if (qgroup_reserved > 0) {
3381                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), data_reserved,
3382                                                range->start, range->len, NULL);
3383                         qgroup_reserved -= range->len;
3384                 }
3385                 list_del(&range->list);
3386                 kfree(range);
3387         }
3388         if (ret < 0)
3389                 goto out_unlock;
3390
3391         /*
3392          * We didn't need to allocate any more space, but we still extended the
3393          * size of the file so we need to update i_size and the inode item.
3394          */
3395         ret = btrfs_fallocate_update_isize(inode, actual_end, mode);
3396 out_unlock:
3397         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, alloc_start, locked_end,
3398                       &cached_state);
3399 out:
3400         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_MMAP);
3401         extent_changeset_free(data_reserved);
3402         return ret;
3403 }
3404
3405 /*
3406  * Helper for btrfs_find_delalloc_in_range(). Find a subrange in a given range
3407  * that has unflushed and/or flushing delalloc. There might be other adjacent
3408  * subranges after the one it found, so btrfs_find_delalloc_in_range() keeps
3409  * looping while it gets adjacent subranges, and merging them together.
3410  */
3411 static bool find_delalloc_subrange(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
3412                                    struct extent_state **cached_state,
3413                                    bool *search_io_tree,
3414                                    u64 *delalloc_start_ret, u64 *delalloc_end_ret)
3415 {
3416         u64 len = end + 1 - start;
3417         u64 delalloc_len = 0;
3418         struct btrfs_ordered_extent *oe;
3419         u64 oe_start;
3420         u64 oe_end;
3421
3422         /*
3423          * Search the io tree first for EXTENT_DELALLOC. If we find any, it
3424          * means we have delalloc (dirty pages) for which writeback has not
3425          * started yet.
3426          */
3427         if (*search_io_tree) {
3428                 spin_lock(&inode->lock);
3429                 if (inode->delalloc_bytes > 0) {
3430                         spin_unlock(&inode->lock);
3431                         *delalloc_start_ret = start;
3432                         delalloc_len = count_range_bits(&inode->io_tree,
3433                                                         delalloc_start_ret, end,
3434                                                         len, EXTENT_DELALLOC, 1,
3435                                                         cached_state);
3436                 } else {
3437                         spin_unlock(&inode->lock);
3438                 }
3439         }
3440
3441         if (delalloc_len > 0) {
3442                 /*
3443                  * If delalloc was found then *delalloc_start_ret has a sector size
3444                  * aligned value (rounded down).
3445                  */
3446                 *delalloc_end_ret = *delalloc_start_ret + delalloc_len - 1;
3447
3448                 if (*delalloc_start_ret == start) {
3449                         /* Delalloc for the whole range, nothing more to do. */
3450                         if (*delalloc_end_ret == end)
3451                                 return true;
3452                         /* Else trim our search range for ordered extents. */
3453                         start = *delalloc_end_ret + 1;
3454                         len = end + 1 - start;
3455                 }
3456         } else {
3457                 /* No delalloc, future calls don't need to search again. */
3458                 *search_io_tree = false;
3459         }
3460
3461         /*
3462          * Now also check if there's any ordered extent in the range.
3463          * We do this because:
3464          *
3465          * 1) When delalloc is flushed, the file range is locked, we clear the
3466          *    EXTENT_DELALLOC bit from the io tree and create an extent map and
3467          *    an ordered extent for the write. So we might just have been called
3468          *    after delalloc is flushed and before the ordered extent completes
3469          *    and inserts the new file extent item in the subvolume's btree;
3470          *
3471          * 2) We may have an ordered extent created by flushing delalloc for a
3472          *    subrange that starts before the subrange we found marked with
3473          *    EXTENT_DELALLOC in the io tree.
3474          *
3475          * We could also use the extent map tree to find such delalloc that is
3476          * being flushed, but using the ordered extents tree is more efficient
3477          * because it's usually much smaller as ordered extents are removed from
3478          * the tree once they complete. With the extent maps, we mau have them
3479          * in the extent map tree for a very long time, and they were either
3480          * created by previous writes or loaded by read operations.
3481          */
3482         oe = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, len);
3483         if (!oe)
3484                 return (delalloc_len > 0);
3485
3486         /* The ordered extent may span beyond our search range. */
3487         oe_start = max(oe->file_offset, start);
3488         oe_end = min(oe->file_offset + oe->num_bytes - 1, end);
3489
3490         btrfs_put_ordered_extent(oe);
3491
3492         /* Don't have unflushed delalloc, return the ordered extent range. */
3493         if (delalloc_len == 0) {
3494                 *delalloc_start_ret = oe_start;
3495                 *delalloc_end_ret = oe_end;
3496                 return true;
3497         }
3498
3499         /*
3500          * We have both unflushed delalloc (io_tree) and an ordered extent.
3501          * If the ranges are adjacent returned a combined range, otherwise
3502          * return the leftmost range.
3503          */
3504         if (oe_start < *delalloc_start_ret) {
3505                 if (oe_end < *delalloc_start_ret)
3506                         *delalloc_end_ret = oe_end;
3507                 *delalloc_start_ret = oe_start;
3508         } else if (*delalloc_end_ret + 1 == oe_start) {
3509                 *delalloc_end_ret = oe_end;
3510         }
3511
3512         return true;
3513 }
3514
3515 /*
3516  * Check if there's delalloc in a given range.
3517  *
3518  * @inode:               The inode.
3519  * @start:               The start offset of the range. It does not need to be
3520  *                       sector size aligned.
3521  * @end:                 The end offset (inclusive value) of the search range.
3522  *                       It does not need to be sector size aligned.
3523  * @cached_state:        Extent state record used for speeding up delalloc
3524  *                       searches in the inode's io_tree. Can be NULL.
3525  * @delalloc_start_ret:  Output argument, set to the start offset of the
3526  *                       subrange found with delalloc (may not be sector size
3527  *                       aligned).
3528  * @delalloc_end_ret:    Output argument, set to he end offset (inclusive value)
3529  *                       of the subrange found with delalloc.
3530  *
3531  * Returns true if a subrange with delalloc is found within the given range, and
3532  * if so it sets @delalloc_start_ret and @delalloc_end_ret with the start and
3533  * end offsets of the subrange.
3534  */
3535 bool btrfs_find_delalloc_in_range(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
3536                                   struct extent_state **cached_state,
3537                                   u64 *delalloc_start_ret, u64 *delalloc_end_ret)
3538 {
3539         u64 cur_offset = round_down(start, inode->root->fs_info->sectorsize);
3540         u64 prev_delalloc_end = 0;
3541         bool search_io_tree = true;
3542         bool ret = false;
3543
3544         while (cur_offset <= end) {
3545                 u64 delalloc_start;
3546                 u64 delalloc_end;
3547                 bool delalloc;
3548
3549                 delalloc = find_delalloc_subrange(inode, cur_offset, end,
3550                                                   cached_state, &search_io_tree,
3551                                                   &delalloc_start,
3552                                                   &delalloc_end);
3553                 if (!delalloc)
3554                         break;
3555
3556                 if (prev_delalloc_end == 0) {
3557                         /* First subrange found. */
3558                         *delalloc_start_ret = max(delalloc_start, start);
3559                         *delalloc_end_ret = delalloc_end;
3560                         ret = true;
3561                 } else if (delalloc_start == prev_delalloc_end + 1) {
3562                         /* Subrange adjacent to the previous one, merge them. */
3563                         *delalloc_end_ret = delalloc_end;
3564                 } else {
3565                         /* Subrange not adjacent to the previous one, exit. */
3566                         break;
3567                 }
3568
3569                 prev_delalloc_end = delalloc_end;
3570                 cur_offset = delalloc_end + 1;
3571                 cond_resched();
3572         }
3573
3574         return ret;
3575 }
3576
3577 /*
3578  * Check if there's a hole or delalloc range in a range representing a hole (or
3579  * prealloc extent) found in the inode's subvolume btree.
3580  *
3581  * @inode:      The inode.
3582  * @whence:     Seek mode (SEEK_DATA or SEEK_HOLE).
3583  * @start:      Start offset of the hole region. It does not need to be sector
3584  *              size aligned.
3585  * @end:        End offset (inclusive value) of the hole region. It does not
3586  *              need to be sector size aligned.
3587  * @start_ret:  Return parameter, used to set the start of the subrange in the
3588  *              hole that matches the search criteria (seek mode), if such
3589  *              subrange is found (return value of the function is true).
3590  *              The value returned here may not be sector size aligned.
3591  *
3592  * Returns true if a subrange matching the given seek mode is found, and if one
3593  * is found, it updates @start_ret with the start of the subrange.
3594  */
3595 static bool find_desired_extent_in_hole(struct btrfs_inode *inode, int whence,
3596                                         struct extent_state **cached_state,
3597                                         u64 start, u64 end, u64 *start_ret)
3598 {
3599         u64 delalloc_start;
3600         u64 delalloc_end;
3601         bool delalloc;
3602
3603         delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode, start, end, cached_state,
3604                                                 &delalloc_start, &delalloc_end);
3605         if (delalloc && whence == SEEK_DATA) {
3606                 *start_ret = delalloc_start;
3607                 return true;
3608         }
3609
3610         if (delalloc && whence == SEEK_HOLE) {
3611                 /*
3612                  * We found delalloc but it starts after out start offset. So we
3613                  * have a hole between our start offset and the delalloc start.
3614                  */
3615                 if (start < delalloc_start) {
3616                         *start_ret = start;
3617                         return true;
3618                 }
3619                 /*
3620                  * Delalloc range starts at our start offset.
3621                  * If the delalloc range's length is smaller than our range,
3622                  * then it means we have a hole that starts where the delalloc
3623                  * subrange ends.
3624                  */
3625                 if (delalloc_end < end) {
3626                         *start_ret = delalloc_end + 1;
3627                         return true;
3628                 }
3629
3630                 /* There's delalloc for the whole range. */
3631                 return false;
3632         }
3633
3634         if (!delalloc && whence == SEEK_HOLE) {
3635                 *start_ret = start;
3636                 return true;
3637         }
3638
3639         /*
3640          * No delalloc in the range and we are seeking for data. The caller has
3641          * to iterate to the next extent item in the subvolume btree.
3642          */
3643         return false;
3644 }
3645
3646 static loff_t find_desired_extent(struct file *file, loff_t offset, int whence)
3647 {
3648         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file->f_mapping->host);
3649         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
3650         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3651         struct extent_state *cached_state = NULL;
3652         struct extent_state **delalloc_cached_state;
3653         const loff_t i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
3654         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
3655         struct btrfs_root *root = inode->root;
3656         struct btrfs_path *path;
3657         struct btrfs_key key;
3658         u64 last_extent_end;
3659         u64 lockstart;
3660         u64 lockend;
3661         u64 start;
3662         int ret;
3663         bool found = false;
3664
3665         if (i_size == 0 || offset >= i_size)
3666                 return -ENXIO;
3667
3668         /*
3669          * Quick path. If the inode has no prealloc extents and its number of
3670          * bytes used matches its i_size, then it can not have holes.
3671          */
3672         if (whence == SEEK_HOLE &&
3673             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC) &&
3674             inode_get_bytes(&inode->vfs_inode) == i_size)
3675                 return i_size;
3676
3677         if (!private) {
3678                 private = kzalloc(sizeof(*private), GFP_KERNEL);
3679                 /*
3680                  * No worries if memory allocation failed.
3681                  * The private structure is used only for speeding up multiple
3682                  * lseek SEEK_HOLE/DATA calls to a file when there's delalloc,
3683                  * so everything will still be correct.
3684                  */
3685                 file->private_data = private;
3686         }
3687
3688         if (private)
3689                 delalloc_cached_state = &private->llseek_cached_state;
3690         else
3691                 delalloc_cached_state = NULL;
3692
3693         /*
3694          * offset can be negative, in this case we start finding DATA/HOLE from
3695          * the very start of the file.
3696          */
3697         start = max_t(loff_t, 0, offset);
3698
3699         lockstart = round_down(start, fs_info->sectorsize);
3700         lockend = round_up(i_size, fs_info->sectorsize);
3701         if (lockend <= lockstart)
3702                 lockend = lockstart + fs_info->sectorsize;
3703         lockend--;
3704
3705         path = btrfs_alloc_path();
3706         if (!path)
3707                 return -ENOMEM;
3708         path->reada = READA_FORWARD;
3709
3710         key.objectid = ino;
3711         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3712         key.offset = start;
3713
3714         last_extent_end = lockstart;
3715
3716         lock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
3717
3718         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3719         if (ret < 0) {
3720                 goto out;
3721         } else if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
3722                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
3723                 if (key.objectid == ino && key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3724                         path->slots[0]--;
3725         }
3726
3727         while (start < i_size) {
3728                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
3729                 struct btrfs_file_extent_item *extent;
3730                 u64 extent_end;
3731                 u8 type;
3732
3733                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
3734                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
3735                         if (ret < 0)
3736                                 goto out;
3737                         else if (ret > 0)
3738                                 break;
3739
3740                         leaf = path->nodes[0];
3741                 }
3742
3743                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
3744                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
3745                         break;
3746
3747                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
3748
3749                 /*
3750                  * In the first iteration we may have a slot that points to an
3751                  * extent that ends before our start offset, so skip it.
3752                  */
3753                 if (extent_end <= start) {
3754                         path->slots[0]++;
3755                         continue;
3756                 }
3757
3758                 /* We have an implicit hole, NO_HOLES feature is likely set. */
3759                 if (last_extent_end < key.offset) {
3760                         u64 search_start = last_extent_end;
3761                         u64 found_start;
3762
3763                         /*
3764                          * First iteration, @start matches @offset and it's
3765                          * within the hole.
3766                          */
3767                         if (start == offset)
3768                                 search_start = offset;
3769
3770                         found = find_desired_extent_in_hole(inode, whence,
3771                                                             delalloc_cached_state,
3772                                                             search_start,
3773                                                             key.offset - 1,
3774                                                             &found_start);
3775                         if (found) {
3776                                 start = found_start;
3777                                 break;
3778                         }
3779                         /*
3780                          * Didn't find data or a hole (due to delalloc) in the
3781                          * implicit hole range, so need to analyze the extent.
3782                          */
3783                 }
3784
3785                 extent = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3786                                         struct btrfs_file_extent_item);
3787                 type = btrfs_file_extent_type(leaf, extent);
3788
3789                 /*
3790                  * Can't access the extent's disk_bytenr field if this is an
3791                  * inline extent, since at that offset, it's where the extent
3792                  * data starts.
3793                  */
3794                 if (type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC ||
3795                     (type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG &&
3796                      btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, extent) == 0)) {
3797                         /*
3798                          * Explicit hole or prealloc extent, search for delalloc.
3799                          * A prealloc extent is treated like a hole.
3800                          */
3801                         u64 search_start = key.offset;
3802                         u64 found_start;
3803
3804                         /*
3805                          * First iteration, @start matches @offset and it's
3806                          * within the hole.
3807                          */
3808                         if (start == offset)
3809                                 search_start = offset;
3810
3811                         found = find_desired_extent_in_hole(inode, whence,
3812                                                             delalloc_cached_state,
3813                                                             search_start,
3814                                                             extent_end - 1,
3815                                                             &found_start);
3816                         if (found) {
3817                                 start = found_start;
3818                                 break;
3819                         }
3820                         /*
3821                          * Didn't find data or a hole (due to delalloc) in the
3822                          * implicit hole range, so need to analyze the next
3823                          * extent item.
3824                          */
3825                 } else {
3826                         /*
3827                          * Found a regular or inline extent.
3828                          * If we are seeking for data, adjust the start offset
3829                          * and stop, we're done.
3830                          */
3831                         if (whence == SEEK_DATA) {
3832                                 start = max_t(u64, key.offset, offset);
3833                                 found = true;
3834                                 break;
3835                         }
3836                         /*
3837                          * Else, we are seeking for a hole, check the next file
3838                          * extent item.
3839                          */
3840                 }
3841
3842                 start = extent_end;
3843                 last_extent_end = extent_end;
3844                 path->slots[0]++;
3845                 if (fatal_signal_pending(current)) {
3846                         ret = -EINTR;
3847                         goto out;
3848                 }
3849                 cond_resched();
3850         }
3851
3852         /* We have an implicit hole from the last extent found up to i_size. */
3853         if (!found && start < i_size) {
3854                 found = find_desired_extent_in_hole(inode, whence,
3855                                                     delalloc_cached_state, start,
3856                                                     i_size - 1, &start);
3857                 if (!found)
3858                         start = i_size;
3859         }
3860
3861 out:
3862         unlock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
3863         btrfs_free_path(path);
3864
3865         if (ret < 0)
3866                 return ret;
3867
3868         if (whence == SEEK_DATA && start >= i_size)
3869                 return -ENXIO;
3870
3871         return min_t(loff_t, start, i_size);
3872 }
3873
3874 static loff_t btrfs_file_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
3875 {
3876         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
3877
3878         switch (whence) {
3879         default:
3880                 return generic_file_llseek(file, offset, whence);
3881         case SEEK_DATA:
3882         case SEEK_HOLE:
3883                 btrfs_inode_lock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_SHARED);
3884                 offset = find_desired_extent(file, offset, whence);
3885                 btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_SHARED);
3886                 break;
3887         }
3888
3889         if (offset < 0)
3890                 return offset;
3891
3892         return vfs_setpos(file, offset, inode->i_sb->s_maxbytes);
3893 }
3894
3895 static int btrfs_file_open(struct inode *inode, struct file *filp)
3896 {
3897         int ret;
3898
3899         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_CAN_ODIRECT;
3900
3901         ret = fsverity_file_open(inode, filp);
3902         if (ret)
3903                 return ret;
3904         return generic_file_open(inode, filp);
3905 }
3906
3907 static int check_direct_read(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3908                              const struct iov_iter *iter, loff_t offset)
3909 {
3910         int ret;
3911         int i, seg;
3912
3913         ret = check_direct_IO(fs_info, iter, offset);
3914         if (ret < 0)
3915                 return ret;
3916
3917         if (!iter_is_iovec(iter))
3918                 return 0;
3919
3920         for (seg = 0; seg < iter->nr_segs; seg++) {
3921                 for (i = seg + 1; i < iter->nr_segs; i++) {
3922                         const struct iovec *iov1 = iter_iov(iter) + seg;
3923                         const struct iovec *iov2 = iter_iov(iter) + i;
3924
3925                         if (iov1->iov_base == iov2->iov_base)
3926                                 return -EINVAL;
3927                 }
3928         }
3929         return 0;
3930 }
3931
3932 static ssize_t btrfs_direct_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
3933 {
3934         struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
3935         size_t prev_left = 0;
3936         ssize_t read = 0;
3937         ssize_t ret;
3938
3939         if (fsverity_active(inode))
3940                 return 0;
3941
3942         if (check_direct_read(inode_to_fs_info(inode), to, iocb->ki_pos))
3943                 return 0;
3944
3945         btrfs_inode_lock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_SHARED);
3946 again:
3947         /*
3948          * This is similar to what we do for direct IO writes, see the comment
3949          * at btrfs_direct_write(), but we also disable page faults in addition
3950          * to disabling them only at the iov_iter level. This is because when
3951          * reading from a hole or prealloc extent, iomap calls iov_iter_zero(),
3952          * which can still trigger page fault ins despite having set ->nofault
3953          * to true of our 'to' iov_iter.
3954          *
3955          * The difference to direct IO writes is that we deadlock when trying
3956          * to lock the extent range in the inode's tree during he page reads
3957          * triggered by the fault in (while for writes it is due to waiting for
3958          * our own ordered extent). This is because for direct IO reads,
3959          * btrfs_dio_iomap_begin() returns with the extent range locked, which
3960          * is only unlocked in the endio callback (end_bio_extent_readpage()).
3961          */
3962         pagefault_disable();
3963         to->nofault = true;
3964         ret = btrfs_dio_read(iocb, to, read);
3965         to->nofault = false;
3966         pagefault_enable();
3967
3968         /* No increment (+=) because iomap returns a cumulative value. */
3969         if (ret > 0)
3970                 read = ret;
3971
3972         if (iov_iter_count(to) > 0 && (ret == -EFAULT || ret > 0)) {
3973                 const size_t left = iov_iter_count(to);
3974
3975                 if (left == prev_left) {
3976                         /*
3977                          * We didn't make any progress since the last attempt,
3978                          * fallback to a buffered read for the remainder of the
3979                          * range. This is just to avoid any possibility of looping
3980                          * for too long.
3981                          */
3982                         ret = read;
3983                 } else {
3984                         /*
3985                          * We made some progress since the last retry or this is
3986                          * the first time we are retrying. Fault in as many pages
3987                          * as possible and retry.
3988                          */
3989                         fault_in_iov_iter_writeable(to, left);
3990                         prev_left = left;
3991                         goto again;
3992                 }
3993         }
3994         btrfs_inode_unlock(BTRFS_I(inode), BTRFS_ILOCK_SHARED);
3995         return ret < 0 ? ret : read;
3996 }
3997
3998 static ssize_t btrfs_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
3999 {
4000         ssize_t ret = 0;
4001
4002         if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT) {
4003                 ret = btrfs_direct_read(iocb, to);
4004                 if (ret < 0 || !iov_iter_count(to) ||
4005                     iocb->ki_pos >= i_size_read(file_inode(iocb->ki_filp)))
4006                         return ret;
4007         }
4008
4009         return filemap_read(iocb, to, ret);
4010 }
4011
4012 const struct file_operations btrfs_file_operations = {
4013         .llseek         = btrfs_file_llseek,
4014         .read_iter      = btrfs_file_read_iter,
4015         .splice_read    = filemap_splice_read,
4016         .write_iter     = btrfs_file_write_iter,
4017         .splice_write   = iter_file_splice_write,
4018         .mmap           = btrfs_file_mmap,
4019         .open           = btrfs_file_open,
4020         .release        = btrfs_release_file,
4021         .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area,
4022         .fsync          = btrfs_sync_file,
4023         .fallocate      = btrfs_fallocate,
4024         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
4025 #ifdef CONFIG_COMPAT
4026         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
4027 #endif
4028         .remap_file_range = btrfs_remap_file_range,
4029         .fop_flags      = FOP_BUFFER_RASYNC | FOP_BUFFER_WASYNC,
4030 };
4031
4032 int btrfs_fdatawrite_range(struct inode *inode, loff_t start, loff_t end)
4033 {
4034         int ret;
4035
4036         /*
4037          * So with compression we will find and lock a dirty page and clear the
4038          * first one as dirty, setup an async extent, and immediately return
4039          * with the entire range locked but with nobody actually marked with
4040          * writeback.  So we can't just filemap_write_and_wait_range() and
4041          * expect it to work since it will just kick off a thread to do the
4042          * actual work.  So we need to call filemap_fdatawrite_range _again_
4043          * since it will wait on the page lock, which won't be unlocked until
4044          * after the pages have been marked as writeback and so we're good to go
4045          * from there.  We have to do this otherwise we'll miss the ordered
4046          * extents and that results in badness.  Please Josef, do not think you
4047          * know better and pull this out at some point in the future, it is
4048          * right and you are wrong.
4049          */
4050         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start, end);
4051         if (!ret && test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
4052                              &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
4053                 ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start, end);
4054
4055         return ret;
4056 }
This page took 0.271643 seconds and 4 git commands to generate.