fs/btrfs/extent_map.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/err.h>
   4 #include <linux/slab.h>
   5 #include <linux/spinlock.h>
   6 #include "messages.h"
   7 #include "ctree.h"
   8 #include "volumes.h"
   9 #include "extent_map.h"
  10 #include "compression.h"
  11 #include "btrfs_inode.h"
  12
  13
  14 static struct kmem_cache *extent_map_cache;
  15
  16 int __init extent_map_init(void)
  17 {
  18         extent_map_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_map",
  19                         sizeof(struct extent_map), 0,
  20                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
  21         if (!extent_map_cache)
  22                 return -ENOMEM;
  23         return 0;
  24 }
  25
  26 void __cold extent_map_exit(void)
  27 {
  28         kmem_cache_destroy(extent_map_cache);
  29 }
  30
  31 /*
  32  * Initialize the extent tree @tree.  Should be called for each new inode or
  33  * other user of the extent_map interface.
  34  */
  35 void extent_map_tree_init(struct extent_map_tree *tree)
  36 {
  37         tree->map = RB_ROOT_CACHED;
  38         INIT_LIST_HEAD(&tree->modified_extents);
  39         rwlock_init(&tree->lock);
  40 }
  41
  42 /*
  43  * Allocate a new extent_map structure.  The new structure is returned with a
  44  * reference count of one and needs to be freed using free_extent_map()
  45  */
  46 struct extent_map *alloc_extent_map(void)
  47 {
  48         struct extent_map *em;
  49         em = kmem_cache_zalloc(extent_map_cache, GFP_NOFS);
  50         if (!em)
  51                 return NULL;
  52         RB_CLEAR_NODE(&em->rb_node);
  53         refcount_set(&em->refs, 1);
  54         INIT_LIST_HEAD(&em->list);
  55         return em;
  56 }
  57
  58 /*
  59  * Drop the reference out on @em by one and free the structure if the reference
  60  * count hits zero.
  61  */
  62 void free_extent_map(struct extent_map *em)
  63 {
  64         if (!em)
  65                 return;
  66         if (refcount_dec_and_test(&em->refs)) {
  67                 WARN_ON(extent_map_in_tree(em));
  68                 WARN_ON(!list_empty(&em->list));
  69                 kmem_cache_free(extent_map_cache, em);
  70         }
  71 }
  72
  73 /* Do the math around the end of an extent, handling wrapping. */
  74 static u64 range_end(u64 start, u64 len)
  75 {
  76         if (start + len < start)
  77                 return (u64)-1;
  78         return start + len;
  79 }
  80
  81 static int tree_insert(struct rb_root_cached *root, struct extent_map *em)
  82 {
  83         struct rb_node **p = &root->rb_root.rb_node;
  84         struct rb_node *parent = NULL;
  85         struct extent_map *entry = NULL;
  86         struct rb_node *orig_parent = NULL;
  87         u64 end = range_end(em->start, em->len);
  88         bool leftmost = true;
  89
  90         while (*p) {
  91                 parent = *p;
  92                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
  93
  94                 if (em->start < entry->start) {
  95                         p = &(*p)->rb_left;
  96                 } else if (em->start >= extent_map_end(entry)) {
  97                         p = &(*p)->rb_right;
  98                         leftmost = false;
  99                 } else {
 100                         return -EEXIST;
 101                 }
 102         }
 103
 104         orig_parent = parent;
 105         while (parent && em->start >= extent_map_end(entry)) {
 106                 parent = rb_next(parent);
 107                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 108         }
 109         if (parent)
 110                 if (end > entry->start && em->start < extent_map_end(entry))
 111                         return -EEXIST;
 112
 113         parent = orig_parent;
 114         entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 115         while (parent && em->start < entry->start) {
 116                 parent = rb_prev(parent);
 117                 entry = rb_entry(parent, struct extent_map, rb_node);
 118         }
 119         if (parent)
 120                 if (end > entry->start && em->start < extent_map_end(entry))
 121                         return -EEXIST;
 122
 123         rb_link_node(&em->rb_node, orig_parent, p);
 124         rb_insert_color_cached(&em->rb_node, root, leftmost);
 125         return 0;
 126 }
 127
 128 /*
 129  * Search through the tree for an extent_map with a given offset.  If it can't
 130  * be found, try to find some neighboring extents
 131  */
 132 static struct rb_node *__tree_search(struct rb_root *root, u64 offset,
 133                                      struct rb_node **prev_or_next_ret)
 134 {
 135         struct rb_node *n = root->rb_node;
 136         struct rb_node *prev = NULL;
 137         struct rb_node *orig_prev = NULL;
 138         struct extent_map *entry;
 139         struct extent_map *prev_entry = NULL;
 140
 141         ASSERT(prev_or_next_ret);
 142
 143         while (n) {
 144                 entry = rb_entry(n, struct extent_map, rb_node);
 145                 prev = n;
 146                 prev_entry = entry;
 147
 148                 if (offset < entry->start)
 149                         n = n->rb_left;
 150                 else if (offset >= extent_map_end(entry))
 151                         n = n->rb_right;
 152                 else
 153                         return n;
 154         }
 155
 156         orig_prev = prev;
 157         while (prev && offset >= extent_map_end(prev_entry)) {
 158                 prev = rb_next(prev);
 159                 prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 160         }
 161
 162         /*
 163          * Previous extent map found, return as in this case the caller does not
 164          * care about the next one.
 165          */
 166         if (prev) {
 167                 *prev_or_next_ret = prev;
 168                 return NULL;
 169         }
 170
 171         prev = orig_prev;
 172         prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 173         while (prev && offset < prev_entry->start) {
 174                 prev = rb_prev(prev);
 175                 prev_entry = rb_entry(prev, struct extent_map, rb_node);
 176         }
 177         *prev_or_next_ret = prev;
 178
 179         return NULL;
 180 }
 181
 182 static inline u64 extent_map_block_end(const struct extent_map *em)
 183 {
 184         if (em->block_start + em->block_len < em->block_start)
 185                 return (u64)-1;
 186         return em->block_start + em->block_len;
 187 }
 188
 189 static bool can_merge_extent_map(const struct extent_map *em)
 190 {
 191         if (em->flags & EXTENT_FLAG_PINNED)
 192                 return false;
 193
 194         /* Don't merge compressed extents, we need to know their actual size. */
 195         if (extent_map_is_compressed(em))
 196                 return false;
 197
 198         if (em->flags & EXTENT_FLAG_LOGGING)
 199                 return false;
 200
 201         /*
 202          * We don't want to merge stuff that hasn't been written to the log yet
 203          * since it may not reflect exactly what is on disk, and that would be
 204          * bad.
 205          */
 206         if (!list_empty(&em->list))
 207                 return false;
 208
 209         return true;
 210 }
 211
 212 /* Check to see if two extent_map structs are adjacent and safe to merge. */
 213 static bool mergeable_maps(const struct extent_map *prev, const struct extent_map *next)
 214 {
 215         if (extent_map_end(prev) != next->start)
 216                 return false;
 217
 218         if (prev->flags != next->flags)
 219                 return false;
 220
 221         if (next->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE - 1)
 222                 return next->block_start == extent_map_block_end(prev);
 223
 224         /* HOLES and INLINE extents. */
 225         return next->block_start == prev->block_start;
 226 }
 227
 228 static void try_merge_map(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 229 {
 230         struct extent_map *merge = NULL;
 231         struct rb_node *rb;
 232
 233         /*
 234          * We can't modify an extent map that is in the tree and that is being
 235          * used by another task, as it can cause that other task to see it in
 236          * inconsistent state during the merging. We always have 1 reference for
 237          * the tree and 1 for this task (which is unpinning the extent map or
 238          * clearing the logging flag), so anything > 2 means it's being used by
 239          * other tasks too.
 240          */
 241         if (refcount_read(&em->refs) > 2)
 242                 return;
 243
 244         if (!can_merge_extent_map(em))
 245                 return;
 246
 247         if (em->start != 0) {
 248                 rb = rb_prev(&em->rb_node);
 249                 if (rb)
 250                         merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
 251                 if (rb && can_merge_extent_map(merge) && mergeable_maps(merge, em)) {
 252                         em->start = merge->start;
 253                         em->orig_start = merge->orig_start;
 254                         em->len += merge->len;
 255                         em->block_len += merge->block_len;
 256                         em->block_start = merge->block_start;
 257                         em->mod_len = (em->mod_len + em->mod_start) - merge->mod_start;
 258                         em->mod_start = merge->mod_start;
 259                         em->generation = max(em->generation, merge->generation);
 260                         em->flags |= EXTENT_FLAG_MERGED;
 261
 262                         rb_erase_cached(&merge->rb_node, &tree->map);
 263                         RB_CLEAR_NODE(&merge->rb_node);
 264                         free_extent_map(merge);
 265                 }
 266         }
 267
 268         rb = rb_next(&em->rb_node);
 269         if (rb)
 270                 merge = rb_entry(rb, struct extent_map, rb_node);
 271         if (rb && can_merge_extent_map(merge) && mergeable_maps(em, merge)) {
 272                 em->len += merge->len;
 273                 em->block_len += merge->block_len;
 274                 rb_erase_cached(&merge->rb_node, &tree->map);
 275                 RB_CLEAR_NODE(&merge->rb_node);
 276                 em->mod_len = (merge->mod_start + merge->mod_len) - em->mod_start;
 277                 em->generation = max(em->generation, merge->generation);
 278                 em->flags |= EXTENT_FLAG_MERGED;
 279                 free_extent_map(merge);
 280         }
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Unpin an extent from the cache.
 285  *
 286  * @inode:      the inode from which we are unpinning an extent range
 287  * @start:      logical offset in the file
 288  * @len:        length of the extent
 289  * @gen:        generation that this extent has been modified in
 290  *
 291  * Called after an extent has been written to disk properly.  Set the generation
 292  * to the generation that actually added the file item to the inode so we know
 293  * we need to sync this extent when we call fsync().
 294  */
 295 int unpin_extent_cache(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len, u64 gen)
 296 {
 297         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 298         struct extent_map_tree *tree = &inode->extent_tree;
 299         int ret = 0;
 300         struct extent_map *em;
 301         bool prealloc = false;
 302
 303         write_lock(&tree->lock);
 304         em = lookup_extent_mapping(tree, start, len);
 305
 306         if (WARN_ON(!em)) {
 307                 btrfs_warn(fs_info,
 308 "no extent map found for inode %llu (root %lld) when unpinning extent range [%llu, %llu), generation %llu",
 309                            btrfs_ino(inode), btrfs_root_id(inode->root),
 310                            start, len, gen);
 311                 goto out;
 312         }
 313
 314         if (WARN_ON(em->start != start))
 315                 btrfs_warn(fs_info,
 316 "found extent map for inode %llu (root %lld) with unexpected start offset %llu when unpinning extent range [%llu, %llu), generation %llu",
 317                            btrfs_ino(inode), btrfs_root_id(inode->root),
 318                            em->start, start, len, gen);
 319
 320         em->generation = gen;
 321         em->flags &= ~EXTENT_FLAG_PINNED;
 322         em->mod_start = em->start;
 323         em->mod_len = em->len;
 324
 325         if (em->flags & EXTENT_FLAG_FILLING) {
 326                 prealloc = true;
 327                 em->flags &= ~EXTENT_FLAG_FILLING;
 328         }
 329
 330         try_merge_map(tree, em);
 331
 332         if (prealloc) {
 333                 em->mod_start = em->start;
 334                 em->mod_len = em->len;
 335         }
 336
 337         free_extent_map(em);
 338 out:
 339         write_unlock(&tree->lock);
 340         return ret;
 341
 342 }
 343
 344 void clear_em_logging(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 345 {
 346         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 347
 348         em->flags &= ~EXTENT_FLAG_LOGGING;
 349         if (extent_map_in_tree(em))
 350                 try_merge_map(tree, em);
 351 }
 352
 353 static inline void setup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 354                                         struct extent_map *em,
 355                                         int modified)
 356 {
 357         refcount_inc(&em->refs);
 358         em->mod_start = em->start;
 359         em->mod_len = em->len;
 360
 361         ASSERT(list_empty(&em->list));
 362
 363         if (modified)
 364                 list_add(&em->list, &tree->modified_extents);
 365         else
 366                 try_merge_map(tree, em);
 367 }
 368
 369 /*
 370  * Add new extent map to the extent tree
 371  *
 372  * @tree:       tree to insert new map in
 373  * @em:         map to insert
 374  * @modified:   indicate whether the given @em should be added to the
 375  *              modified list, which indicates the extent needs to be logged
 376  *
 377  * Insert @em into @tree or perform a simple forward/backward merge with
 378  * existing mappings.  The extent_map struct passed in will be inserted
 379  * into the tree directly, with an additional reference taken, or a
 380  * reference dropped if the merge attempt was successful.
 381  */
 382 static int add_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 383                               struct extent_map *em, int modified)
 384 {
 385         int ret = 0;
 386
 387         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 388
 389         ret = tree_insert(&tree->map, em);
 390         if (ret)
 391                 goto out;
 392
 393         setup_extent_mapping(tree, em, modified);
 394 out:
 395         return ret;
 396 }
 397
 398 static struct extent_map *
 399 __lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 400                         u64 start, u64 len, int strict)
 401 {
 402         struct extent_map *em;
 403         struct rb_node *rb_node;
 404         struct rb_node *prev_or_next = NULL;
 405         u64 end = range_end(start, len);
 406
 407         rb_node = __tree_search(&tree->map.rb_root, start, &prev_or_next);
 408         if (!rb_node) {
 409                 if (prev_or_next)
 410                         rb_node = prev_or_next;
 411                 else
 412                         return NULL;
 413         }
 414
 415         em = rb_entry(rb_node, struct extent_map, rb_node);
 416
 417         if (strict && !(end > em->start && start < extent_map_end(em)))
 418                 return NULL;
 419
 420         refcount_inc(&em->refs);
 421         return em;
 422 }
 423
 424 /*
 425  * Lookup extent_map that intersects @start + @len range.
 426  *
 427  * @tree:       tree to lookup in
 428  * @start:      byte offset to start the search
 429  * @len:        length of the lookup range
 430  *
 431  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
 432  * [start, len] range.  There may be additional objects in the tree that
 433  * intersect, so check the object returned carefully to make sure that no
 434  * additional lookups are needed.
 435  */
 436 struct extent_map *lookup_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 437                                          u64 start, u64 len)
 438 {
 439         return __lookup_extent_mapping(tree, start, len, 1);
 440 }
 441
 442 /*
 443  * Find a nearby extent map intersecting @start + @len (not an exact search).
 444  *
 445  * @tree:       tree to lookup in
 446  * @start:      byte offset to start the search
 447  * @len:        length of the lookup range
 448  *
 449  * Find and return the first extent_map struct in @tree that intersects the
 450  * [start, len] range.
 451  *
 452  * If one can't be found, any nearby extent may be returned
 453  */
 454 struct extent_map *search_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 455                                          u64 start, u64 len)
 456 {
 457         return __lookup_extent_mapping(tree, start, len, 0);
 458 }
 459
 460 /*
 461  * Remove an extent_map from the extent tree.
 462  *
 463  * @tree:       extent tree to remove from
 464  * @em:         extent map being removed
 465  *
 466  * Remove @em from @tree.  No reference counts are dropped, and no checks
 467  * are done to see if the range is in use.
 468  */
 469 void remove_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree, struct extent_map *em)
 470 {
 471         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 472
 473         WARN_ON(em->flags & EXTENT_FLAG_PINNED);
 474         rb_erase_cached(&em->rb_node, &tree->map);
 475         if (!(em->flags & EXTENT_FLAG_LOGGING))
 476                 list_del_init(&em->list);
 477         RB_CLEAR_NODE(&em->rb_node);
 478 }
 479
 480 static void replace_extent_mapping(struct extent_map_tree *tree,
 481                                    struct extent_map *cur,
 482                                    struct extent_map *new,
 483                                    int modified)
 484 {
 485         lockdep_assert_held_write(&tree->lock);
 486
 487         WARN_ON(cur->flags & EXTENT_FLAG_PINNED);
 488         ASSERT(extent_map_in_tree(cur));
 489         if (!(cur->flags & EXTENT_FLAG_LOGGING))
 490                 list_del_init(&cur->list);
 491         rb_replace_node_cached(&cur->rb_node, &new->rb_node, &tree->map);
 492         RB_CLEAR_NODE(&cur->rb_node);
 493
 494         setup_extent_mapping(tree, new, modified);
 495 }
 496
 497 static struct extent_map *next_extent_map(const struct extent_map *em)
 498 {
 499         struct rb_node *next;
 500
 501         next = rb_next(&em->rb_node);
 502         if (!next)
 503                 return NULL;
 504         return container_of(next, struct extent_map, rb_node);
 505 }
 506
 507 static struct extent_map *prev_extent_map(struct extent_map *em)
 508 {
 509         struct rb_node *prev;
 510
 511         prev = rb_prev(&em->rb_node);
 512         if (!prev)
 513                 return NULL;
 514         return container_of(prev, struct extent_map, rb_node);
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Helper for btrfs_get_extent.  Given an existing extent in the tree,
 519  * the existing extent is the nearest extent to map_start,
 520  * and an extent that you want to insert, deal with overlap and insert
 521  * the best fitted new extent into the tree.
 522  */
 523 static noinline int merge_extent_mapping(struct extent_map_tree *em_tree,
 524                                          struct extent_map *existing,
 525                                          struct extent_map *em,
 526                                          u64 map_start)
 527 {
 528         struct extent_map *prev;
 529         struct extent_map *next;
 530         u64 start;
 531         u64 end;
 532         u64 start_diff;
 533
 534         BUG_ON(map_start < em->start || map_start >= extent_map_end(em));
 535
 536         if (existing->start > map_start) {
 537                 next = existing;
 538                 prev = prev_extent_map(next);
 539         } else {
 540                 prev = existing;
 541                 next = next_extent_map(prev);
 542         }
 543
 544         start = prev ? extent_map_end(prev) : em->start;
 545         start = max_t(u64, start, em->start);
 546         end = next ? next->start : extent_map_end(em);
 547         end = min_t(u64, end, extent_map_end(em));
 548         start_diff = start - em->start;
 549         em->start = start;
 550         em->len = end - start;
 551         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE &&
 552             !extent_map_is_compressed(em)) {
 553                 em->block_start += start_diff;
 554                 em->block_len = em->len;
 555         }
 556         return add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
 557 }
 558
 559 /*
 560  * Add extent mapping into em_tree.
 561  *
 562  * @fs_info:  the filesystem
 563  * @em_tree:  extent tree into which we want to insert the extent mapping
 564  * @em_in:    extent we are inserting
 565  * @start:    start of the logical range btrfs_get_extent() is requesting
 566  * @len:      length of the logical range btrfs_get_extent() is requesting
 567  *
 568  * Note that @em_in's range may be different from [start, start+len),
 569  * but they must be overlapped.
 570  *
 571  * Insert @em_in into @em_tree. In case there is an overlapping range, handle
 572  * the -EEXIST by either:
 573  * a) Returning the existing extent in @em_in if @start is within the
 574  *    existing em.
 575  * b) Merge the existing extent with @em_in passed in.
 576  *
 577  * Return 0 on success, otherwise -EEXIST.
 578  *
 579  */
 580 int btrfs_add_extent_mapping(struct btrfs_fs_info *fs_info,
 581                              struct extent_map_tree *em_tree,
 582                              struct extent_map **em_in, u64 start, u64 len)
 583 {
 584         int ret;
 585         struct extent_map *em = *em_in;
 586
 587         /*
 588          * Tree-checker should have rejected any inline extent with non-zero
 589          * file offset. Here just do a sanity check.
 590          */
 591         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE)
 592                 ASSERT(em->start == 0);
 593
 594         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 0);
 595         /* it is possible that someone inserted the extent into the tree
 596          * while we had the lock dropped.  It is also possible that
 597          * an overlapping map exists in the tree
 598          */
 599         if (ret == -EEXIST) {
 600                 struct extent_map *existing;
 601
 602                 existing = search_extent_mapping(em_tree, start, len);
 603
 604                 trace_btrfs_handle_em_exist(fs_info, existing, em, start, len);
 605
 606                 /*
 607                  * existing will always be non-NULL, since there must be
 608                  * extent causing the -EEXIST.
 609                  */
 610                 if (start >= existing->start &&
 611                     start < extent_map_end(existing)) {
 612                         free_extent_map(em);
 613                         *em_in = existing;
 614                         ret = 0;
 615                 } else {
 616                         u64 orig_start = em->start;
 617                         u64 orig_len = em->len;
 618
 619                         /*
 620                          * The existing extent map is the one nearest to
 621                          * the [start, start + len) range which overlaps
 622                          */
 623                         ret = merge_extent_mapping(em_tree, existing,
 624                                                    em, start);
 625                         if (ret) {
 626                                 free_extent_map(em);
 627                                 *em_in = NULL;
 628                                 WARN_ONCE(ret,
 629 "unexpected error %d: merge existing(start %llu len %llu) with em(start %llu len %llu)\n",
 630                                           ret, existing->start, existing->len,
 631                                           orig_start, orig_len);
 632                         }
 633                         free_extent_map(existing);
 634                 }
 635         }
 636
 637         ASSERT(ret == 0 || ret == -EEXIST);
 638         return ret;
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Drop all extent maps from a tree in the fastest possible way, rescheduling
 643  * if needed. This avoids searching the tree, from the root down to the first
 644  * extent map, before each deletion.
 645  */
 646 static void drop_all_extent_maps_fast(struct extent_map_tree *tree)
 647 {
 648         write_lock(&tree->lock);
 649         while (!RB_EMPTY_ROOT(&tree->map.rb_root)) {
 650                 struct extent_map *em;
 651                 struct rb_node *node;
 652
 653                 node = rb_first_cached(&tree->map);
 654                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
 655                 em->flags &= ~(EXTENT_FLAG_PINNED | EXTENT_FLAG_LOGGING);
 656                 remove_extent_mapping(tree, em);
 657                 free_extent_map(em);
 658                 cond_resched_rwlock_write(&tree->lock);
 659         }
 660         write_unlock(&tree->lock);
 661 }
 662
 663 /*
 664  * Drop all extent maps in a given range.
 665  *
 666  * @inode:       The target inode.
 667  * @start:       Start offset of the range.
 668  * @end:         End offset of the range (inclusive value).
 669  * @skip_pinned: Indicate if pinned extent maps should be ignored or not.
 670  *
 671  * This drops all the extent maps that intersect the given range [@start, @end].
 672  * Extent maps that partially overlap the range and extend behind or beyond it,
 673  * are split.
 674  * The caller should have locked an appropriate file range in the inode's io
 675  * tree before calling this function.
 676  */
 677 void btrfs_drop_extent_map_range(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
 678                                  bool skip_pinned)
 679 {
 680         struct extent_map *split;
 681         struct extent_map *split2;
 682         struct extent_map *em;
 683         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
 684         u64 len = end - start + 1;
 685
 686         WARN_ON(end < start);
 687         if (end == (u64)-1) {
 688                 if (start == 0 && !skip_pinned) {
 689                         drop_all_extent_maps_fast(em_tree);
 690                         return;
 691                 }
 692                 len = (u64)-1;
 693         } else {
 694                 /* Make end offset exclusive for use in the loop below. */
 695                 end++;
 696         }
 697
 698         /*
 699          * It's ok if we fail to allocate the extent maps, see the comment near
 700          * the bottom of the loop below. We only need two spare extent maps in
 701          * the worst case, where the first extent map that intersects our range
 702          * starts before the range and the last extent map that intersects our
 703          * range ends after our range (and they might be the same extent map),
 704          * because we need to split those two extent maps at the boundaries.
 705          */
 706         split = alloc_extent_map();
 707         split2 = alloc_extent_map();
 708
 709         write_lock(&em_tree->lock);
 710         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
 711
 712         while (em) {
 713                 /* extent_map_end() returns exclusive value (last byte + 1). */
 714                 const u64 em_end = extent_map_end(em);
 715                 struct extent_map *next_em = NULL;
 716                 u64 gen;
 717                 unsigned long flags;
 718                 bool modified;
 719                 bool compressed;
 720
 721                 if (em_end < end) {
 722                         next_em = next_extent_map(em);
 723                         if (next_em) {
 724                                 if (next_em->start < end)
 725                                         refcount_inc(&next_em->refs);
 726                                 else
 727                                         next_em = NULL;
 728                         }
 729                 }
 730
 731                 if (skip_pinned && (em->flags & EXTENT_FLAG_PINNED)) {
 732                         start = em_end;
 733                         goto next;
 734                 }
 735
 736                 flags = em->flags;
 737                 /*
 738                  * In case we split the extent map, we want to preserve the
 739                  * EXTENT_FLAG_LOGGING flag on our extent map, but we don't want
 740                  * it on the new extent maps.
 741                  */
 742                 em->flags &= ~(EXTENT_FLAG_PINNED | EXTENT_FLAG_LOGGING);
 743                 modified = !list_empty(&em->list);
 744
 745                 /*
 746                  * The extent map does not cross our target range, so no need to
 747                  * split it, we can remove it directly.
 748                  */
 749                 if (em->start >= start && em_end <= end)
 750                         goto remove_em;
 751
 752                 gen = em->generation;
 753                 compressed = extent_map_is_compressed(em);
 754
 755                 if (em->start < start) {
 756                         if (!split) {
 757                                 split = split2;
 758                                 split2 = NULL;
 759                                 if (!split)
 760                                         goto remove_em;
 761                         }
 762                         split->start = em->start;
 763                         split->len = start - em->start;
 764
 765                         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
 766                                 split->orig_start = em->orig_start;
 767                                 split->block_start = em->block_start;
 768
 769                                 if (compressed)
 770                                         split->block_len = em->block_len;
 771                                 else
 772                                         split->block_len = split->len;
 773                                 split->orig_block_len = max(split->block_len,
 774                                                 em->orig_block_len);
 775                                 split->ram_bytes = em->ram_bytes;
 776                         } else {
 777                                 split->orig_start = split->start;
 778                                 split->block_len = 0;
 779                                 split->block_start = em->block_start;
 780                                 split->orig_block_len = 0;
 781                                 split->ram_bytes = split->len;
 782                         }
 783
 784                         split->generation = gen;
 785                         split->flags = flags;
 786                         replace_extent_mapping(em_tree, em, split, modified);
 787                         free_extent_map(split);
 788                         split = split2;
 789                         split2 = NULL;
 790                 }
 791                 if (em_end > end) {
 792                         if (!split) {
 793                                 split = split2;
 794                                 split2 = NULL;
 795                                 if (!split)
 796                                         goto remove_em;
 797                         }
 798                         split->start = end;
 799                         split->len = em_end - end;
 800                         split->block_start = em->block_start;
 801                         split->flags = flags;
 802                         split->generation = gen;
 803
 804                         if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
 805                                 split->orig_block_len = max(em->block_len,
 806                                                     em->orig_block_len);
 807
 808                                 split->ram_bytes = em->ram_bytes;
 809                                 if (compressed) {
 810                                         split->block_len = em->block_len;
 811                                         split->orig_start = em->orig_start;
 812                                 } else {
 813                                         const u64 diff = start + len - em->start;
 814
 815                                         split->block_len = split->len;
 816                                         split->block_start += diff;
 817                                         split->orig_start = em->orig_start;
 818                                 }
 819                         } else {
 820                                 split->ram_bytes = split->len;
 821                                 split->orig_start = split->start;
 822                                 split->block_len = 0;
 823                                 split->orig_block_len = 0;
 824                         }
 825
 826                         if (extent_map_in_tree(em)) {
 827                                 replace_extent_mapping(em_tree, em, split,
 828                                                        modified);
 829                         } else {
 830                                 int ret;
 831
 832                                 ret = add_extent_mapping(em_tree, split,
 833                                                          modified);
 834                                 /* Logic error, shouldn't happen. */
 835                                 ASSERT(ret == 0);
 836                                 if (WARN_ON(ret != 0) && modified)
 837                                         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
 838                         }
 839                         free_extent_map(split);
 840                         split = NULL;
 841                 }
 842 remove_em:
 843                 if (extent_map_in_tree(em)) {
 844                         /*
 845                          * If the extent map is still in the tree it means that
 846                          * either of the following is true:
 847                          *
 848                          * 1) It fits entirely in our range (doesn't end beyond
 849                          *    it or starts before it);
 850                          *
 851                          * 2) It starts before our range and/or ends after our
 852                          *    range, and we were not able to allocate the extent
 853                          *    maps for split operations, @split and @split2.
 854                          *
 855                          * If we are at case 2) then we just remove the entire
 856                          * extent map - this is fine since if anyone needs it to
 857                          * access the subranges outside our range, will just
 858                          * load it again from the subvolume tree's file extent
 859                          * item. However if the extent map was in the list of
 860                          * modified extents, then we must mark the inode for a
 861                          * full fsync, otherwise a fast fsync will miss this
 862                          * extent if it's new and needs to be logged.
 863                          */
 864                         if ((em->start < start || em_end > end) && modified) {
 865                                 ASSERT(!split);
 866                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
 867                         }
 868                         remove_extent_mapping(em_tree, em);
 869                 }
 870
 871                 /*
 872                  * Once for the tree reference (we replaced or removed the
 873                  * extent map from the tree).
 874                  */
 875                 free_extent_map(em);
 876 next:
 877                 /* Once for us (for our lookup reference). */
 878                 free_extent_map(em);
 879
 880                 em = next_em;
 881         }
 882
 883         write_unlock(&em_tree->lock);
 884
 885         free_extent_map(split);
 886         free_extent_map(split2);
 887 }
 888
 889 /*
 890  * Replace a range in the inode's extent map tree with a new extent map.
 891  *
 892  * @inode:      The target inode.
 893  * @new_em:     The new extent map to add to the inode's extent map tree.
 894  * @modified:   Indicate if the new extent map should be added to the list of
 895  *              modified extents (for fast fsync tracking).
 896  *
 897  * Drops all the extent maps in the inode's extent map tree that intersect the
 898  * range of the new extent map and adds the new extent map to the tree.
 899  * The caller should have locked an appropriate file range in the inode's io
 900  * tree before calling this function.
 901  */
 902 int btrfs_replace_extent_map_range(struct btrfs_inode *inode,
 903                                    struct extent_map *new_em,
 904                                    bool modified)
 905 {
 906         const u64 end = new_em->start + new_em->len - 1;
 907         struct extent_map_tree *tree = &inode->extent_tree;
 908         int ret;
 909
 910         ASSERT(!extent_map_in_tree(new_em));
 911
 912         /*
 913          * The caller has locked an appropriate file range in the inode's io
 914          * tree, but getting -EEXIST when adding the new extent map can still
 915          * happen in case there are extents that partially cover the range, and
 916          * this is due to two tasks operating on different parts of the extent.
 917          * See commit 18e83ac75bfe67 ("Btrfs: fix unexpected EEXIST from
 918          * btrfs_get_extent") for an example and details.
 919          */
 920         do {
 921                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, new_em->start, end, false);
 922                 write_lock(&tree->lock);
 923                 ret = add_extent_mapping(tree, new_em, modified);
 924                 write_unlock(&tree->lock);
 925         } while (ret == -EEXIST);
 926
 927         return ret;
 928 }
 929
 930 /*
 931  * Split off the first pre bytes from the extent_map at [start, start + len],
 932  * and set the block_start for it to new_logical.
 933  *
 934  * This function is used when an ordered_extent needs to be split.
 935  */
 936 int split_extent_map(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len, u64 pre,
 937                      u64 new_logical)
 938 {
 939         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
 940         struct extent_map *em;
 941         struct extent_map *split_pre = NULL;
 942         struct extent_map *split_mid = NULL;
 943         int ret = 0;
 944         unsigned long flags;
 945
 946         ASSERT(pre != 0);
 947         ASSERT(pre < len);
 948
 949         split_pre = alloc_extent_map();
 950         if (!split_pre)
 951                 return -ENOMEM;
 952         split_mid = alloc_extent_map();
 953         if (!split_mid) {
 954                 ret = -ENOMEM;
 955                 goto out_free_pre;
 956         }
 957
 958         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
 959         write_lock(&em_tree->lock);
 960         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
 961         if (!em) {
 962                 ret = -EIO;
 963                 goto out_unlock;
 964         }
 965
 966         ASSERT(em->len == len);
 967         ASSERT(!extent_map_is_compressed(em));
 968         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
 969         ASSERT(em->flags & EXTENT_FLAG_PINNED);
 970         ASSERT(!(em->flags & EXTENT_FLAG_LOGGING));
 971         ASSERT(!list_empty(&em->list));
 972
 973         flags = em->flags;
 974         em->flags &= ~EXTENT_FLAG_PINNED;
 975
 976         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
 977         split_pre->start = em->start;
 978         split_pre->len = pre;
 979         split_pre->orig_start = split_pre->start;
 980         split_pre->block_start = new_logical;
 981         split_pre->block_len = split_pre->len;
 982         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
 983         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
 984         split_pre->flags = flags;
 985         split_pre->generation = em->generation;
 986
 987         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
 988
 989         /*
 990          * Now we only have an extent_map at:
 991          *     [em->start, em->start + pre]
 992          */
 993
 994         /* Insert the middle extent_map. */
 995         split_mid->start = em->start + pre;
 996         split_mid->len = em->len - pre;
 997         split_mid->orig_start = split_mid->start;
 998         split_mid->block_start = em->block_start + pre;
 999         split_mid->block_len = split_mid->len;
1000         split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
1001         split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
1002         split_mid->flags = flags;
1003         split_mid->generation = em->generation;
1004         add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
1005
1006         /* Once for us */
1007         free_extent_map(em);
1008         /* Once for the tree */
1009         free_extent_map(em);
1010
1011 out_unlock:
1012         write_unlock(&em_tree->lock);
1013         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
1014         free_extent_map(split_mid);
1015 out_free_pre:
1016         free_extent_map(split_pre);
1017         return ret;
1018 }