]> Git Repo - linux.git/blob - fs/btrfs/inode.c
Merge tag 'kvm-x86-vmx-6.4' of https://github.com/kvm-x86/linux into HEAD
[linux.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "print-tree.h"
43 #include "ordered-data.h"
44 #include "xattr.h"
45 #include "tree-log.h"
46 #include "bio.h"
47 #include "compression.h"
48 #include "locking.h"
49 #include "free-space-cache.h"
50 #include "props.h"
51 #include "qgroup.h"
52 #include "delalloc-space.h"
53 #include "block-group.h"
54 #include "space-info.h"
55 #include "zoned.h"
56 #include "subpage.h"
57 #include "inode-item.h"
58 #include "fs.h"
59 #include "accessors.h"
60 #include "extent-tree.h"
61 #include "root-tree.h"
62 #include "defrag.h"
63 #include "dir-item.h"
64 #include "file-item.h"
65 #include "uuid-tree.h"
66 #include "ioctl.h"
67 #include "file.h"
68 #include "acl.h"
69 #include "relocation.h"
70 #include "verity.h"
71 #include "super.h"
72 #include "orphan.h"
73
74 struct btrfs_iget_args {
75         u64 ino;
76         struct btrfs_root *root;
77 };
78
79 struct btrfs_dio_data {
80         ssize_t submitted;
81         struct extent_changeset *data_reserved;
82         bool data_space_reserved;
83         bool nocow_done;
84 };
85
86 struct btrfs_dio_private {
87         /* Range of I/O */
88         u64 file_offset;
89         u32 bytes;
90
91         /* This must be last */
92         struct btrfs_bio bbio;
93 };
94
95 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
96
97 struct btrfs_rename_ctx {
98         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
99         u64 index;
100 };
101
102 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
103 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
104 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
105 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
106 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
107 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
108
109 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
110
111 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
112 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
113 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
114                                    struct page *locked_page,
115                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
116                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
117                                    u64 *done_offset);
118 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
119                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
120                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
121                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
122                                        int type);
123
124 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
125                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
126 {
127         struct btrfs_root *root = inode->root;
128         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
129
130         /* Output without objectid, which is more meaningful */
131         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
132                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
133 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
134                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
135                         logical_start,
136                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
137                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
138                         mirror_num);
139         } else {
140                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
141 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
142                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
143                         logical_start,
144                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
145                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
146                         mirror_num);
147         }
148 }
149
150 /*
151  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
152  *
153  * ilock_flags can have the following bit set:
154  *
155  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
156  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
157  *                   return -EAGAIN
158  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
159  */
160 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
161 {
162         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
163                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
164                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
165                                 return -EAGAIN;
166                         else
167                                 return 0;
168                 }
169                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
170         } else {
171                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
172                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
173                                 return -EAGAIN;
174                         else
175                                 return 0;
176                 }
177                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
178         }
179         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
180                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
181         return 0;
182 }
183
184 /*
185  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
186  *
187  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
188  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
189  */
190 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
191 {
192         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
193                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
194         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
195                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
196         else
197                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
198 }
199
200 /*
201  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
202  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
203  *
204  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
205  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
206  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
207  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
208  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
209  */
210 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
211                                                  struct page *locked_page,
212                                                  u64 offset, u64 bytes)
213 {
214         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
215         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
216         u64 page_start = 0, page_end = 0;
217         struct page *page;
218
219         if (locked_page) {
220                 page_start = page_offset(locked_page);
221                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
222         }
223
224         while (index <= end_index) {
225                 /*
226                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
227                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
228                  * end_extent_writepage() function will call
229                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
230                  * run the ordered extent accounting.
231                  *
232                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
233                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
234                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
235                  */
236                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
237                         index++;
238                         continue;
239                 }
240                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
241                 index++;
242                 if (!page)
243                         continue;
244
245                 /*
246                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
247                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
248                  * the ordered extent accounting for the range.
249                  */
250                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
251                                                offset, bytes);
252                 put_page(page);
253         }
254
255         if (locked_page) {
256                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
257                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
258                         return;
259                 /*
260                  * In case this page belongs to the delalloc range being
261                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
262                  * going to be properly cleaned up by the caller of
263                  * run_delalloc_range
264                  */
265                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
266                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
267                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
268                 }
269         }
270
271         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
272 }
273
274 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
275
276 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
277                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
278 {
279         int err;
280
281         if (args->default_acl) {
282                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
283                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
284                 if (err)
285                         return err;
286         }
287         if (args->acl) {
288                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
289                 if (err)
290                         return err;
291         }
292         if (!args->default_acl && !args->acl)
293                 cache_no_acl(args->inode);
294         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
295                                          &args->dentry->d_name);
296 }
297
298 /*
299  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
300  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
301  * no overlapping inline items exist in the btree
302  */
303 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
304                                 struct btrfs_path *path,
305                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
306                                 size_t size, size_t compressed_size,
307                                 int compress_type,
308                                 struct page **compressed_pages,
309                                 bool update_i_size)
310 {
311         struct btrfs_root *root = inode->root;
312         struct extent_buffer *leaf;
313         struct page *page = NULL;
314         char *kaddr;
315         unsigned long ptr;
316         struct btrfs_file_extent_item *ei;
317         int ret;
318         size_t cur_size = size;
319         u64 i_size;
320
321         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
322                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
323
324         if (compressed_size && compressed_pages)
325                 cur_size = compressed_size;
326
327         if (!extent_inserted) {
328                 struct btrfs_key key;
329                 size_t datasize;
330
331                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
332                 key.offset = 0;
333                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
334
335                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
336                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
337                                               datasize);
338                 if (ret)
339                         goto fail;
340         }
341         leaf = path->nodes[0];
342         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
343                             struct btrfs_file_extent_item);
344         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
345         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
346         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
347         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
348         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
349         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
350
351         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
352                 struct page *cpage;
353                 int i = 0;
354                 while (compressed_size > 0) {
355                         cpage = compressed_pages[i];
356                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
357                                        PAGE_SIZE);
358
359                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
360                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
361                         kunmap_local(kaddr);
362
363                         i++;
364                         ptr += cur_size;
365                         compressed_size -= cur_size;
366                 }
367                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
368                                                   compress_type);
369         } else {
370                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
371                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
372                 kaddr = kmap_local_page(page);
373                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
374                 kunmap_local(kaddr);
375                 put_page(page);
376         }
377         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
378         btrfs_release_path(path);
379
380         /*
381          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
382          * sake.
383          */
384         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
385                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
386         if (ret)
387                 goto fail;
388
389         /*
390          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
391          * without locking a page we already have locked.
392          *
393          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
394          * Otherwise we could end up racing with unlink.
395          */
396         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
397         if (update_i_size && size > i_size) {
398                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
399                 i_size = size;
400         }
401         inode->disk_i_size = i_size;
402
403 fail:
404         return ret;
405 }
406
407
408 /*
409  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
410  * does the checks required to make sure the data is small enough
411  * to fit as an inline extent.
412  */
413 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
414                                           size_t compressed_size,
415                                           int compress_type,
416                                           struct page **compressed_pages,
417                                           bool update_i_size)
418 {
419         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
420         struct btrfs_root *root = inode->root;
421         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
422         struct btrfs_trans_handle *trans;
423         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
424         int ret;
425         struct btrfs_path *path;
426
427         /*
428          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
429          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
430          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
431          * size.
432          */
433         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
434             size > fs_info->sectorsize ||
435             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
436             data_len > fs_info->max_inline)
437                 return 1;
438
439         path = btrfs_alloc_path();
440         if (!path)
441                 return -ENOMEM;
442
443         trans = btrfs_join_transaction(root);
444         if (IS_ERR(trans)) {
445                 btrfs_free_path(path);
446                 return PTR_ERR(trans);
447         }
448         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
449
450         drop_args.path = path;
451         drop_args.start = 0;
452         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
453         drop_args.drop_cache = true;
454         drop_args.replace_extent = true;
455         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
456         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
457         if (ret) {
458                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
459                 goto out;
460         }
461
462         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
463                                    size, compressed_size, compress_type,
464                                    compressed_pages, update_i_size);
465         if (ret && ret != -ENOSPC) {
466                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
467                 goto out;
468         } else if (ret == -ENOSPC) {
469                 ret = 1;
470                 goto out;
471         }
472
473         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
474         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
475         if (ret && ret != -ENOSPC) {
476                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
477                 goto out;
478         } else if (ret == -ENOSPC) {
479                 ret = 1;
480                 goto out;
481         }
482
483         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
484 out:
485         /*
486          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
487          * it won't count as data extent, free them directly here.
488          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
489          * just free one page here.
490          */
491         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
492         btrfs_free_path(path);
493         btrfs_end_transaction(trans);
494         return ret;
495 }
496
497 struct async_extent {
498         u64 start;
499         u64 ram_size;
500         u64 compressed_size;
501         struct page **pages;
502         unsigned long nr_pages;
503         int compress_type;
504         struct list_head list;
505 };
506
507 struct async_chunk {
508         struct btrfs_inode *inode;
509         struct page *locked_page;
510         u64 start;
511         u64 end;
512         blk_opf_t write_flags;
513         struct list_head extents;
514         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
515         struct btrfs_work work;
516         struct async_cow *async_cow;
517 };
518
519 struct async_cow {
520         atomic_t num_chunks;
521         struct async_chunk chunks[];
522 };
523
524 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
525                                      u64 start, u64 ram_size,
526                                      u64 compressed_size,
527                                      struct page **pages,
528                                      unsigned long nr_pages,
529                                      int compress_type)
530 {
531         struct async_extent *async_extent;
532
533         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
534         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
535         async_extent->start = start;
536         async_extent->ram_size = ram_size;
537         async_extent->compressed_size = compressed_size;
538         async_extent->pages = pages;
539         async_extent->nr_pages = nr_pages;
540         async_extent->compress_type = compress_type;
541         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
542         return 0;
543 }
544
545 /*
546  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
547  * options, defragmentation, properties or heuristics.
548  */
549 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
550                                       u64 end)
551 {
552         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
553
554         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
555                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
556                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
557                         btrfs_ino(inode));
558                 return 0;
559         }
560         /*
561          * Special check for subpage.
562          *
563          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
564          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
565          *
566          * 0            32K             64K
567          * |    |///////|       |///////|
568          *              \- A            \- B
569          *
570          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
571          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
572          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
573          *
574          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
575          * if the range is fully page aligned.
576          *
577          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
578          * the tailing partial page will be locked until the full compression
579          * finishes, delaying the write of other range.
580          *
581          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
582          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
583          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
584          * will unlock the full page.
585          */
586         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
587                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
588                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
589                         return 0;
590         }
591
592         /* force compress */
593         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
594                 return 1;
595         /* defrag ioctl */
596         if (inode->defrag_compress)
597                 return 1;
598         /* bad compression ratios */
599         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
600                 return 0;
601         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
602             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
603             inode->prop_compress)
604                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
605         return 0;
606 }
607
608 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
609                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
610 {
611         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
612         if (num_bytes < small_write &&
613             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
614                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
615 }
616
617 /*
618  * we create compressed extents in two phases.  The first
619  * phase compresses a range of pages that have already been
620  * locked (both pages and state bits are locked).
621  *
622  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
623  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
624  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
625  * happens in the same order things were put onto the queue by
626  * writepages and friends.
627  *
628  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
629  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
630  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
631  * are written in the same order that the flusher thread sent them
632  * down.
633  */
634 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
635 {
636         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
637         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
638         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
639         u64 start = async_chunk->start;
640         u64 end = async_chunk->end;
641         u64 actual_end;
642         u64 i_size;
643         int ret = 0;
644         struct page **pages = NULL;
645         unsigned long nr_pages;
646         unsigned long total_compressed = 0;
647         unsigned long total_in = 0;
648         int i;
649         int will_compress;
650         int compress_type = fs_info->compress_type;
651         int compressed_extents = 0;
652         int redirty = 0;
653
654         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
655
656         /*
657          * We need to save i_size before now because it could change in between
658          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
659          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
660          * later on.
661          *
662          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
663          * does that for us.
664          */
665         barrier();
666         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
667         barrier();
668         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
669 again:
670         will_compress = 0;
671         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
672         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
673                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
674
675         /*
676          * we don't want to send crud past the end of i_size through
677          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
678          * end of the file is before the start of our current
679          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
680          * cleanup code that can deal with all of this.
681          *
682          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
683          * very uncommon corner.
684          */
685         if (actual_end <= start)
686                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
687
688         total_compressed = actual_end - start;
689
690         /*
691          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
692          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
693          */
694         if (total_compressed <= blocksize &&
695            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
696                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
697
698         /*
699          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
700          * aligned range.
701          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
702          */
703         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
704                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
705                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
706                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
707         }
708
709         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
710                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
711         total_in = 0;
712         ret = 0;
713
714         /*
715          * we do compression for mount -o compress and when the
716          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
717          * change at any time if we discover bad compression ratios.
718          */
719         if (inode_need_compress(inode, start, end)) {
720                 WARN_ON(pages);
721                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
722                 if (!pages) {
723                         /* just bail out to the uncompressed code */
724                         nr_pages = 0;
725                         goto cont;
726                 }
727
728                 if (inode->defrag_compress)
729                         compress_type = inode->defrag_compress;
730                 else if (inode->prop_compress)
731                         compress_type = inode->prop_compress;
732
733                 /*
734                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
735                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
736                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
737                  * we are compressing them.
738                  *
739                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
740                  * dirty again later on.
741                  *
742                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
743                  * has moved, the end is the original one.
744                  */
745                 if (!redirty) {
746                         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
747                         redirty = 1;
748                 }
749
750                 /* Compression level is applied here and only here */
751                 ret = btrfs_compress_pages(
752                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
753                                            inode->vfs_inode.i_mapping, start,
754                                            pages,
755                                            &nr_pages,
756                                            &total_in,
757                                            &total_compressed);
758
759                 if (!ret) {
760                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
761                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
762
763                         /* zero the tail end of the last page, we might be
764                          * sending it down to disk
765                          */
766                         if (offset)
767                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
768                         will_compress = 1;
769                 }
770         }
771 cont:
772         /*
773          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
774          * extent for subpage case.
775          */
776         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
777                 /* lets try to make an inline extent */
778                 if (ret || total_in < actual_end) {
779                         /* we didn't compress the entire range, try
780                          * to make an uncompressed inline extent.
781                          */
782                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
783                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
784                                                     NULL, false);
785                 } else {
786                         /* try making a compressed inline extent */
787                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
788                                                     total_compressed,
789                                                     compress_type, pages,
790                                                     false);
791                 }
792                 if (ret <= 0) {
793                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
794                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
795                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
796                         unsigned long page_error_op;
797
798                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
799
800                         /*
801                          * inline extent creation worked or returned error,
802                          * we don't need to create any more async work items.
803                          * Unlock and free up our temp pages.
804                          *
805                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
806                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
807                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
808                          * range.
809                          */
810                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
811                                                      NULL,
812                                                      clear_flags,
813                                                      PAGE_UNLOCK |
814                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
815                                                      page_error_op |
816                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
817
818                         /*
819                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
820                          * them allocated, as we can still reach here with
821                          * inode_need_compress() == false.
822                          */
823                         if (pages) {
824                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
825                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
826                                         put_page(pages[i]);
827                                 }
828                                 kfree(pages);
829                         }
830                         return 0;
831                 }
832         }
833
834         if (will_compress) {
835                 /*
836                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
837                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
838                  * things
839                  */
840                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
841
842                 /*
843                  * one last check to make sure the compression is really a
844                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
845                  * compression must free at least one sector size
846                  */
847                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
848                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
849                         compressed_extents++;
850
851                         /*
852                          * The async work queues will take care of doing actual
853                          * allocation on disk for these compressed pages, and
854                          * will submit them to the elevator.
855                          */
856                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
857                                         total_compressed, pages, nr_pages,
858                                         compress_type);
859
860                         if (start + total_in < end) {
861                                 start += total_in;
862                                 pages = NULL;
863                                 cond_resched();
864                                 goto again;
865                         }
866                         return compressed_extents;
867                 }
868         }
869         if (pages) {
870                 /*
871                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
872                  * free any pages it allocated and our page pointer array
873                  */
874                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
875                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
876                         put_page(pages[i]);
877                 }
878                 kfree(pages);
879                 pages = NULL;
880                 total_compressed = 0;
881                 nr_pages = 0;
882
883                 /* flag the file so we don't compress in the future */
884                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
885                     !(inode->prop_compress)) {
886                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
887                 }
888         }
889 cleanup_and_bail_uncompressed:
890         /*
891          * No compression, but we still need to write the pages in the file
892          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
893          * to our extent and set things up for the async work queue to run
894          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
895          */
896         if (async_chunk->locked_page &&
897             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
898              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
899                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
900                 /* unlocked later on in the async handlers */
901         }
902
903         if (redirty)
904                 extent_range_redirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
905         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
906                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
907         compressed_extents++;
908
909         return compressed_extents;
910 }
911
912 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
913 {
914         int i;
915
916         if (!async_extent->pages)
917                 return;
918
919         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
920                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
921                 put_page(async_extent->pages[i]);
922         }
923         kfree(async_extent->pages);
924         async_extent->nr_pages = 0;
925         async_extent->pages = NULL;
926 }
927
928 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
929                                      struct async_extent *async_extent,
930                                      struct page *locked_page)
931 {
932         u64 start = async_extent->start;
933         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
934         unsigned long nr_written = 0;
935         int page_started = 0;
936         int ret;
937
938         /*
939          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
940          * won't go to NOCOW or async path again.
941          *
942          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
943          * can directly submit them without interruption.
944          */
945         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
946                              &nr_written, 0, NULL);
947         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
948         if (page_started) {
949                 ret = 0;
950                 goto out;
951         }
952         if (ret < 0) {
953                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
954                 if (locked_page) {
955                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
956                         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
957
958                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, locked_page,
959                                              page_start, PAGE_SIZE);
960                         set_page_writeback(locked_page);
961                         end_page_writeback(locked_page);
962                         end_extent_writepage(locked_page, ret, page_start, page_end);
963                         unlock_page(locked_page);
964                 }
965                 goto out;
966         }
967
968         ret = extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
969         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
970 out:
971         kfree(async_extent);
972         return ret;
973 }
974
975 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
976                                    struct async_chunk *async_chunk,
977                                    struct async_extent *async_extent,
978                                    u64 *alloc_hint)
979 {
980         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
981         struct btrfs_root *root = inode->root;
982         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
983         struct btrfs_key ins;
984         struct page *locked_page = NULL;
985         struct extent_map *em;
986         int ret = 0;
987         u64 start = async_extent->start;
988         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
989
990         /*
991          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
992          * handle it.
993          */
994         if (async_chunk->locked_page) {
995                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
996                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
997
998                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
999                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1000         }
1001         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1002
1003         /* We have fall back to uncompressed write */
1004         if (!async_extent->pages)
1005                 return submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1006
1007         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1008                                    async_extent->compressed_size,
1009                                    async_extent->compressed_size,
1010                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1011         if (ret) {
1012                 free_async_extent_pages(async_extent);
1013                 /*
1014                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1015                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1016                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1017                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1018                  * path.
1019                  */
1020                 goto out_free;
1021         }
1022
1023         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1024         em = create_io_em(inode, start,
1025                           async_extent->ram_size,       /* len */
1026                           start,                        /* orig_start */
1027                           ins.objectid,                 /* block_start */
1028                           ins.offset,                   /* block_len */
1029                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1030                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1031                           async_extent->compress_type,
1032                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1033         if (IS_ERR(em)) {
1034                 ret = PTR_ERR(em);
1035                 goto out_free_reserve;
1036         }
1037         free_extent_map(em);
1038
1039         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start,            /* file_offset */
1040                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1041                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1042                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1043                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1044                                        0,                       /* offset */
1045                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1046                                        async_extent->compress_type);
1047         if (ret) {
1048                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1049                 goto out_free_reserve;
1050         }
1051         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1052
1053         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1054         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1055                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1056                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1057         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, /* file_offset */
1058                             async_extent->ram_size,     /* num_bytes */
1059                             ins.objectid,               /* disk_bytenr */
1060                             ins.offset,                 /* compressed_len */
1061                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1062                             async_extent->nr_pages,
1063                             async_chunk->write_flags,
1064                             async_chunk->blkcg_css, true)) {
1065                 const u64 start = async_extent->start;
1066                 const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
1067
1068                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, NULL, start, end, 0);
1069
1070                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
1071                                              PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1072                 free_async_extent_pages(async_extent);
1073         }
1074         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1075         kfree(async_extent);
1076         return ret;
1077
1078 out_free_reserve:
1079         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1080         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1081 out_free:
1082         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1083                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1084                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1085                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1086                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1087                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1088         free_async_extent_pages(async_extent);
1089         kfree(async_extent);
1090         return ret;
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1095  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1096  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1097  */
1098 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1099 {
1100         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1101         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1102         struct async_extent *async_extent;
1103         u64 alloc_hint = 0;
1104         int ret = 0;
1105
1106         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1107                 u64 extent_start;
1108                 u64 ram_size;
1109
1110                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1111                                           struct async_extent, list);
1112                 list_del(&async_extent->list);
1113                 extent_start = async_extent->start;
1114                 ram_size = async_extent->ram_size;
1115
1116                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1117                                               &alloc_hint);
1118                 btrfs_debug(fs_info,
1119 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1120                             inode->root->root_key.objectid,
1121                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1122         }
1123 }
1124
1125 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1126                                       u64 num_bytes)
1127 {
1128         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1129         struct extent_map *em;
1130         u64 alloc_hint = 0;
1131
1132         read_lock(&em_tree->lock);
1133         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1134         if (em) {
1135                 /*
1136                  * if block start isn't an actual block number then find the
1137                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1138                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1139                  */
1140                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1141                         free_extent_map(em);
1142                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1143                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1144                                 alloc_hint = em->block_start;
1145                         if (em)
1146                                 free_extent_map(em);
1147                 } else {
1148                         alloc_hint = em->block_start;
1149                         free_extent_map(em);
1150                 }
1151         }
1152         read_unlock(&em_tree->lock);
1153
1154         return alloc_hint;
1155 }
1156
1157 /*
1158  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1159  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1160  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1161  * in ram to track those extents.
1162  *
1163  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1164  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1165  *
1166  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1167  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1168  * IO when we return.
1169  *
1170  * When unlock == 1, we unlock the pages in successfully allocated regions.
1171  * When unlock == 0, we leave them locked for writing them out.
1172  *
1173  * However, we unlock all the pages except @locked_page in case of failure.
1174  *
1175  * In summary, page locking state will be as follow:
1176  *
1177  * - page_started == 1 (return value)
1178  *     - All the pages are unlocked. IO is started.
1179  *     - Note that this can happen only on success
1180  * - unlock == 1
1181  *     - All the pages except @locked_page are unlocked in any case
1182  * - unlock == 0
1183  *     - On success, all the pages are locked for writing out them
1184  *     - On failure, all the pages except @locked_page are unlocked
1185  *
1186  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1187  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1188  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1189  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1190  * example.
1191  */
1192 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1193                                    struct page *locked_page,
1194                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1195                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
1196                                    u64 *done_offset)
1197 {
1198         struct btrfs_root *root = inode->root;
1199         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1200         u64 alloc_hint = 0;
1201         u64 orig_start = start;
1202         u64 num_bytes;
1203         unsigned long ram_size;
1204         u64 cur_alloc_size = 0;
1205         u64 min_alloc_size;
1206         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1207         struct btrfs_key ins;
1208         struct extent_map *em;
1209         unsigned clear_bits;
1210         unsigned long page_ops;
1211         bool extent_reserved = false;
1212         int ret = 0;
1213
1214         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1215                 ret = -EINVAL;
1216                 goto out_unlock;
1217         }
1218
1219         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1220         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1221         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1222
1223         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1224
1225         /*
1226          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1227          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1228          * is doing more writeback than what we want.
1229          *
1230          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1231          * where we only increase i_size after everything is done.
1232          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1233          * So here we skip inline extent creation completely.
1234          */
1235         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1236                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1237                                        end + 1);
1238
1239                 /* lets try to make an inline extent */
1240                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1241                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1242                 if (ret == 0) {
1243                         /*
1244                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1245                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1246                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1247                          * range.
1248                          */
1249                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1250                                      locked_page,
1251                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1252                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1253                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1254                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1255                         *nr_written = *nr_written +
1256                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1257                         *page_started = 1;
1258                         /*
1259                          * locked_page is locked by the caller of
1260                          * writepage_delalloc(), not locked by
1261                          * __process_pages_contig().
1262                          *
1263                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1264                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1265                          *
1266                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1267                          * can't use page_started to determine if it's an
1268                          * inline extent or a compressed extent.
1269                          */
1270                         unlock_page(locked_page);
1271                         goto out;
1272                 } else if (ret < 0) {
1273                         goto out_unlock;
1274                 }
1275         }
1276
1277         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1278
1279         /*
1280          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1281          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1282          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1283          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1284          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1285          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1286          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1287          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1288          * items.
1289          */
1290         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1291                 min_alloc_size = num_bytes;
1292         else
1293                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1294
1295         while (num_bytes > 0) {
1296                 cur_alloc_size = num_bytes;
1297                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1298                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1299                                            &ins, 1, 1);
1300                 if (ret < 0)
1301                         goto out_unlock;
1302                 cur_alloc_size = ins.offset;
1303                 extent_reserved = true;
1304
1305                 ram_size = ins.offset;
1306                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1307                                   start, /* orig_start */
1308                                   ins.objectid, /* block_start */
1309                                   ins.offset, /* block_len */
1310                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1311                                   ram_size, /* ram_bytes */
1312                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1313                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1314                 if (IS_ERR(em)) {
1315                         ret = PTR_ERR(em);
1316                         goto out_reserve;
1317                 }
1318                 free_extent_map(em);
1319
1320                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ram_size, ram_size,
1321                                                ins.objectid, cur_alloc_size, 0,
1322                                                1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1323                                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1324                 if (ret)
1325                         goto out_drop_extent_cache;
1326
1327                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1328                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1329                                                       cur_alloc_size);
1330                         /*
1331                          * Only drop cache here, and process as normal.
1332                          *
1333                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1334                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1335                          * extent, as its meta should be freed by
1336                          * btrfs_finish_ordered_io().
1337                          *
1338                          * So we must continue until @start is increased to
1339                          * skip current ordered extent.
1340                          */
1341                         if (ret)
1342                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1343                                                             start + ram_size - 1,
1344                                                             false);
1345                 }
1346
1347                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1348
1349                 /*
1350                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1351                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1352                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1353                  *
1354                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1355                  * properly setup for writepage.
1356                  */
1357                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1358                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1359
1360                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1361                                              locked_page,
1362                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1363                                              page_ops);
1364                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1365                         num_bytes = 0;
1366                 else
1367                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1368                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1369                 start += cur_alloc_size;
1370                 extent_reserved = false;
1371
1372                 /*
1373                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1374                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1375                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1376                  */
1377                 if (ret)
1378                         goto out_unlock;
1379         }
1380 out:
1381         return ret;
1382
1383 out_drop_extent_cache:
1384         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1385 out_reserve:
1386         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1387         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1388 out_unlock:
1389         /*
1390          * If done_offset is non-NULL and ret == -EAGAIN, we expect the
1391          * caller to write out the successfully allocated region and retry.
1392          */
1393         if (done_offset && ret == -EAGAIN) {
1394                 if (orig_start < start)
1395                         *done_offset = start - 1;
1396                 else
1397                         *done_offset = start;
1398                 return ret;
1399         } else if (ret == -EAGAIN) {
1400                 /* Convert to -ENOSPC since the caller cannot retry. */
1401                 ret = -ENOSPC;
1402         }
1403
1404         /*
1405          * Now, we have three regions to clean up:
1406          *
1407          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1408          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1409          *
1410          * We process each region below.
1411          */
1412
1413         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1414                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1415         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1416
1417         /*
1418          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1419          * for this region. They are cleaned up by
1420          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1421          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1422          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1423          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1424          * function.
1425          *
1426          * However, in case of unlock == 0, we still need to unlock the pages
1427          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1428          */
1429         if (!unlock && orig_start < start) {
1430                 if (!locked_page)
1431                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1432                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1433                                              locked_page, 0, page_ops);
1434         }
1435
1436         /*
1437          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1438          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1439          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1440          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1441          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1442          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1443          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1444          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1445          */
1446         if (extent_reserved) {
1447                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1448                                              start + cur_alloc_size - 1,
1449                                              locked_page,
1450                                              clear_bits,
1451                                              page_ops);
1452                 start += cur_alloc_size;
1453                 if (start >= end)
1454                         return ret;
1455         }
1456
1457         /*
1458          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1459          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1460          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1461          * btrfs_check_data_free_space().
1462          */
1463         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1464                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1465                                      page_ops);
1466         return ret;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * work queue call back to started compression on a file and pages
1471  */
1472 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1473 {
1474         struct async_chunk *async_chunk;
1475         int compressed_extents;
1476
1477         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1478
1479         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1480         if (compressed_extents == 0) {
1481                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1482                 async_chunk->inode = NULL;
1483         }
1484 }
1485
1486 /*
1487  * work queue call back to submit previously compressed pages
1488  */
1489 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1490 {
1491         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1492                                                      work);
1493         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1494         unsigned long nr_pages;
1495
1496         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1497                 PAGE_SHIFT;
1498
1499         /*
1500          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1501          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1502          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1503          * happening in cow_file_range_async
1504          */
1505         if (async_chunk->inode)
1506                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1507
1508         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1509         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1510             5 * SZ_1M)
1511                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1512 }
1513
1514 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1515 {
1516         struct async_chunk *async_chunk;
1517         struct async_cow *async_cow;
1518
1519         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1520         if (async_chunk->inode)
1521                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1522         if (async_chunk->blkcg_css)
1523                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1524
1525         async_cow = async_chunk->async_cow;
1526         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1527                 kvfree(async_cow);
1528 }
1529
1530 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1531                                 struct writeback_control *wbc,
1532                                 struct page *locked_page,
1533                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1534                                 unsigned long *nr_written)
1535 {
1536         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1537         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1538         struct async_cow *ctx;
1539         struct async_chunk *async_chunk;
1540         unsigned long nr_pages;
1541         u64 cur_end;
1542         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1543         int i;
1544         bool should_compress;
1545         unsigned nofs_flag;
1546         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1547
1548         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1549
1550         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1551             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1552                 num_chunks = 1;
1553                 should_compress = false;
1554         } else {
1555                 should_compress = true;
1556         }
1557
1558         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1559         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1560         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1561
1562         if (!ctx) {
1563                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1564                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1565                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1566                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1567                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1568
1569                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1570                                              clear_bits, page_ops);
1571                 return -ENOMEM;
1572         }
1573
1574         async_chunk = ctx->chunks;
1575         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1576
1577         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1578                 if (should_compress)
1579                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1580                 else
1581                         cur_end = end;
1582
1583                 /*
1584                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1585                  * lightweight reference for the callback lifetime
1586                  */
1587                 ihold(&inode->vfs_inode);
1588                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1589                 async_chunk[i].inode = inode;
1590                 async_chunk[i].start = start;
1591                 async_chunk[i].end = cur_end;
1592                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1593                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1594
1595                 /*
1596                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1597                  * the original page we were actually given.  As we spread
1598                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1599                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1600                  *
1601                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1602                  * to unlock it.
1603                  */
1604                 if (locked_page) {
1605                         /*
1606                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1607                          * might not go through async.  We want all of them to
1608                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1609                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1610                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1611                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1612                          * against the first page.
1613                          */
1614                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1615                                                  cur_end - start);
1616                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1617                         locked_page = NULL;
1618                 } else {
1619                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1620                 }
1621
1622                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1623                         css_get(blkcg_css);
1624                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1625                 } else {
1626                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1627                 }
1628
1629                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1630                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1631
1632                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1633                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1634
1635                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1636
1637                 *nr_written += nr_pages;
1638                 start = cur_end + 1;
1639         }
1640         *page_started = 1;
1641         return 0;
1642 }
1643
1644 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1645                                        struct page *locked_page, u64 start,
1646                                        u64 end, int *page_started,
1647                                        unsigned long *nr_written)
1648 {
1649         u64 done_offset = end;
1650         int ret;
1651         bool locked_page_done = false;
1652
1653         while (start <= end) {
1654                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1655                                      nr_written, 0, &done_offset);
1656                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1657                         return ret;
1658
1659                 if (*page_started) {
1660                         ASSERT(ret == 0);
1661                         return 0;
1662                 }
1663
1664                 if (ret == 0)
1665                         done_offset = end;
1666
1667                 if (done_offset == start) {
1668                         wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1669                                        BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1670                                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1671                         continue;
1672                 }
1673
1674                 if (!locked_page_done) {
1675                         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1676                         account_page_redirty(locked_page);
1677                 }
1678                 locked_page_done = true;
1679                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, done_offset);
1680
1681                 start = done_offset + 1;
1682         }
1683
1684         *page_started = 1;
1685
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1690                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1691 {
1692         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1693         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1694         int ret;
1695         LIST_HEAD(list);
1696
1697         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1698                                       &list, 0, nowait);
1699         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1700                 return 0;
1701
1702         while (!list_empty(&list)) {
1703                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1704                 list_del(&sums->list);
1705                 kfree(sums);
1706         }
1707         if (ret < 0)
1708                 return ret;
1709         return 1;
1710 }
1711
1712 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1713                            const u64 start, const u64 end,
1714                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1715 {
1716         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1717         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1718         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1719         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1720         u64 range_start = start;
1721         u64 count;
1722
1723         /*
1724          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1725          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1726          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1727          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1728          * has the NOCOW bit set).
1729          *
1730          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1731          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1732          * scrub or relocation) we need to do the following:
1733          *
1734          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1735          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1736          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1737          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1738          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1739          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1740          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1741          *
1742          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1743          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1744          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1745          *    data space info, which we incremented in the step above.
1746          *
1747          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1748          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1749          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1750          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1751          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1752          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1753          * when starting writeback.
1754          */
1755         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1756                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1757         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1758                 u64 bytes = count;
1759                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1760                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1761
1762                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1763                         bytes = range_bytes;
1764
1765                 spin_lock(&sinfo->lock);
1766                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1767                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1768
1769                 if (count > 0)
1770                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1771                                          NULL);
1772         }
1773
1774         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1775                               nr_written, 1, NULL);
1776 }
1777
1778 struct can_nocow_file_extent_args {
1779         /* Input fields. */
1780
1781         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1782         u64 start;
1783         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1784         u64 end;
1785         bool writeback_path;
1786         bool strict;
1787         /*
1788          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1789          * anymore.
1790          */
1791         bool free_path;
1792
1793         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1794
1795         u64 disk_bytenr;
1796         u64 disk_num_bytes;
1797         u64 extent_offset;
1798         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1799         u64 num_bytes;
1800 };
1801
1802 /*
1803  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1804  * This function may return with the path released, so the caller should check
1805  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1806  *
1807  * Returns: < 0 on error
1808  *            0 if we can not NOCOW
1809  *            1 if we can NOCOW
1810  */
1811 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1812                                  struct btrfs_key *key,
1813                                  struct btrfs_inode *inode,
1814                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1815 {
1816         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1817         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1818         struct btrfs_root *root = inode->root;
1819         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1820         u64 extent_end;
1821         u8 extent_type;
1822         int can_nocow = 0;
1823         int ret = 0;
1824         bool nowait = path->nowait;
1825
1826         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1827         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1828
1829         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1830                 goto out;
1831
1832         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1833         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1834         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1835         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1836
1837         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1838             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1839                 goto out;
1840
1841         /*
1842          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1843          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1844          * hence we must COW.
1845          */
1846         if (!args->strict &&
1847             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1848             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1849                 goto out;
1850
1851         /* An explicit hole, must COW. */
1852         if (args->disk_bytenr == 0)
1853                 goto out;
1854
1855         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1856         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1857             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1858             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1859                 goto out;
1860
1861         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1862
1863         /*
1864          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1865          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1866          * blocking other tasks for too long.
1867          */
1868         btrfs_release_path(path);
1869
1870         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1871                                     key->offset - args->extent_offset,
1872                                     args->disk_bytenr, false, path);
1873         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1874         if (ret != 0)
1875                 goto out;
1876
1877         if (args->free_path) {
1878                 /*
1879                  * We don't need the path anymore, plus through the
1880                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1881                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1882                  * memory usage.
1883                  */
1884                 btrfs_free_path(path);
1885                 path = NULL;
1886         }
1887
1888         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1889         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1890             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1891                 goto out;
1892
1893         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1894         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1895         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1896
1897         /*
1898          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1899          * given extent are either valid or do not exist.
1900          */
1901         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1902                                   nowait);
1903         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1904         if (ret != 0)
1905                 goto out;
1906
1907         can_nocow = 1;
1908  out:
1909         if (args->free_path && path)
1910                 btrfs_free_path(path);
1911
1912         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1913 }
1914
1915 /*
1916  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1917  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1918  *
1919  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1920  * blocks on disk
1921  */
1922 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1923                                        struct page *locked_page,
1924                                        const u64 start, const u64 end,
1925                                        int *page_started,
1926                                        unsigned long *nr_written)
1927 {
1928         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1929         struct btrfs_root *root = inode->root;
1930         struct btrfs_path *path;
1931         u64 cow_start = (u64)-1;
1932         u64 cur_offset = start;
1933         int ret;
1934         bool check_prev = true;
1935         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1936         struct btrfs_block_group *bg;
1937         bool nocow = false;
1938         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1939
1940         path = btrfs_alloc_path();
1941         if (!path) {
1942                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1943                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1944                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1945                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1946                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1947                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1948                 return -ENOMEM;
1949         }
1950
1951         nocow_args.end = end;
1952         nocow_args.writeback_path = true;
1953
1954         while (1) {
1955                 struct btrfs_key found_key;
1956                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1957                 struct extent_buffer *leaf;
1958                 u64 extent_end;
1959                 u64 ram_bytes;
1960                 u64 nocow_end;
1961                 int extent_type;
1962
1963                 nocow = false;
1964
1965                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1966                                                cur_offset, 0);
1967                 if (ret < 0)
1968                         goto error;
1969
1970                 /*
1971                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1972                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1973                  * one containing the search offset
1974                  */
1975                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1976                         leaf = path->nodes[0];
1977                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1978                                               path->slots[0] - 1);
1979                         if (found_key.objectid == ino &&
1980                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1981                                 path->slots[0]--;
1982                 }
1983                 check_prev = false;
1984 next_slot:
1985                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1986                 leaf = path->nodes[0];
1987                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1988                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1989                         if (ret < 0) {
1990                                 if (cow_start != (u64)-1)
1991                                         cur_offset = cow_start;
1992                                 goto error;
1993                         }
1994                         if (ret > 0)
1995                                 break;
1996                         leaf = path->nodes[0];
1997                 }
1998
1999                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2000
2001                 /* Didn't find anything for our INO */
2002                 if (found_key.objectid > ino)
2003                         break;
2004                 /*
2005                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2006                  * more extents for this inode
2007                  */
2008                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2009                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2010                         path->slots[0]++;
2011                         goto next_slot;
2012                 }
2013
2014                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2015                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2016                     found_key.offset > end)
2017                         break;
2018
2019                 /*
2020                  * If the found extent starts after requested offset, then
2021                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2022                  */
2023                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2024                         extent_end = found_key.offset;
2025                         extent_type = 0;
2026                         goto out_check;
2027                 }
2028
2029                 /*
2030                  * Found extent which begins before our range and potentially
2031                  * intersect it
2032                  */
2033                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2034                                     struct btrfs_file_extent_item);
2035                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2036                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2037                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2038                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2039                         ret = -EUCLEAN;
2040                         goto error;
2041                 }
2042                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2043                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2044
2045                 /*
2046                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2047                  * the next extent.
2048                  */
2049                 if (extent_end <= cur_offset) {
2050                         path->slots[0]++;
2051                         goto next_slot;
2052                 }
2053
2054                 nocow_args.start = cur_offset;
2055                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2056                 if (ret < 0) {
2057                         if (cow_start != (u64)-1)
2058                                 cur_offset = cow_start;
2059                         goto error;
2060                 } else if (ret == 0) {
2061                         goto out_check;
2062                 }
2063
2064                 ret = 0;
2065                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2066                 if (bg)
2067                         nocow = true;
2068 out_check:
2069                 /*
2070                  * If nocow is false then record the beginning of the range
2071                  * that needs to be COWed
2072                  */
2073                 if (!nocow) {
2074                         if (cow_start == (u64)-1)
2075                                 cow_start = cur_offset;
2076                         cur_offset = extent_end;
2077                         if (cur_offset > end)
2078                                 break;
2079                         if (!path->nodes[0])
2080                                 continue;
2081                         path->slots[0]++;
2082                         goto next_slot;
2083                 }
2084
2085                 /*
2086                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2087                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2088                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2089                  */
2090                 if (cow_start != (u64)-1) {
2091                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2092                                               cow_start, found_key.offset - 1,
2093                                               page_started, nr_written);
2094                         if (ret)
2095                                 goto error;
2096                         cow_start = (u64)-1;
2097                 }
2098
2099                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2100
2101                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2102                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2103                         struct extent_map *em;
2104
2105                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2106                                           orig_start,
2107                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2108                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2109                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2110                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2111                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2112                         if (IS_ERR(em)) {
2113                                 ret = PTR_ERR(em);
2114                                 goto error;
2115                         }
2116                         free_extent_map(em);
2117                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode,
2118                                         cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2119                                         nocow_args.num_bytes,
2120                                         nocow_args.disk_bytenr,
2121                                         nocow_args.num_bytes, 0,
2122                                         1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC,
2123                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
2124                         if (ret) {
2125                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2126                                                             nocow_end, false);
2127                                 goto error;
2128                         }
2129                 } else {
2130                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
2131                                                        nocow_args.num_bytes,
2132                                                        nocow_args.num_bytes,
2133                                                        nocow_args.disk_bytenr,
2134                                                        nocow_args.num_bytes,
2135                                                        0,
2136                                                        1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW,
2137                                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
2138                         if (ret)
2139                                 goto error;
2140                 }
2141
2142                 if (nocow) {
2143                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2144                         nocow = false;
2145                 }
2146
2147                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2148                         /*
2149                          * Error handled later, as we must prevent
2150                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2151                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2152                          */
2153                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
2154                                                       nocow_args.num_bytes);
2155
2156                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2157                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2158                                              EXTENT_DELALLOC |
2159                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2160                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2161
2162                 cur_offset = extent_end;
2163
2164                 /*
2165                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2166                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2167                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2168                  */
2169                 if (ret)
2170                         goto error;
2171                 if (cur_offset > end)
2172                         break;
2173         }
2174         btrfs_release_path(path);
2175
2176         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2177                 cow_start = cur_offset;
2178
2179         if (cow_start != (u64)-1) {
2180                 cur_offset = end;
2181                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2182                                       page_started, nr_written);
2183                 if (ret)
2184                         goto error;
2185         }
2186
2187 error:
2188         if (nocow)
2189                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2190
2191         if (ret && cur_offset < end)
2192                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2193                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2194                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2195                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2196                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2197                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2198         btrfs_free_path(path);
2199         return ret;
2200 }
2201
2202 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2203 {
2204         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2205                 if (inode->defrag_bytes &&
2206                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2207                                    0, NULL))
2208                         return false;
2209                 return true;
2210         }
2211         return false;
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2216  * being touched for the first time.
2217  */
2218 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2219                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2220                 struct writeback_control *wbc)
2221 {
2222         int ret;
2223         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2224
2225         /*
2226          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2227          * @page_started can confuse the caller.
2228          */
2229         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2230                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2231
2232         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2233                 /*
2234                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2235                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2236                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2237                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2238                  * preallocated inodes.
2239                  */
2240                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2241                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2242                                          page_started, nr_written);
2243         } else if (!btrfs_inode_can_compress(inode) ||
2244                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
2245                 if (zoned)
2246                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2247                                                  page_started, nr_written);
2248                 else
2249                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2250                                              page_started, nr_written, 1, NULL);
2251         } else {
2252                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
2253                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
2254                                            page_started, nr_written);
2255         }
2256         ASSERT(ret <= 0);
2257         if (ret)
2258                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2259                                               end - start + 1);
2260         return ret;
2261 }
2262
2263 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2264                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2265 {
2266         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2267         u64 size;
2268
2269         /* not delalloc, ignore it */
2270         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2271                 return;
2272
2273         size = orig->end - orig->start + 1;
2274         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2275                 u32 num_extents;
2276                 u64 new_size;
2277
2278                 /*
2279                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2280                  * applies here, just in reverse.
2281                  */
2282                 new_size = orig->end - split + 1;
2283                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2284                 new_size = split - orig->start;
2285                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2286                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2287                         return;
2288         }
2289
2290         spin_lock(&inode->lock);
2291         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2292         spin_unlock(&inode->lock);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2297  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2298  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2299  */
2300 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2301                                  struct extent_state *other)
2302 {
2303         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2304         u64 new_size, old_size;
2305         u32 num_extents;
2306
2307         /* not delalloc, ignore it */
2308         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2309                 return;
2310
2311         if (new->start > other->start)
2312                 new_size = new->end - other->start + 1;
2313         else
2314                 new_size = other->end - new->start + 1;
2315
2316         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2317         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2318                 spin_lock(&inode->lock);
2319                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2320                 spin_unlock(&inode->lock);
2321                 return;
2322         }
2323
2324         /*
2325          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2326          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2327          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2328          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2329          *
2330          * [ 4k][MAX_SIZE]
2331          *
2332          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2333          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2334          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2335          *
2336          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2337          *
2338          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2339          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2340          * this case.
2341          */
2342         old_size = other->end - other->start + 1;
2343         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2344         old_size = new->end - new->start + 1;
2345         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2346         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2347                 return;
2348
2349         spin_lock(&inode->lock);
2350         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2351         spin_unlock(&inode->lock);
2352 }
2353
2354 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2355                                       struct btrfs_inode *inode)
2356 {
2357         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2358
2359         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2360         if (list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2361                 list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2362                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST, &inode->runtime_flags);
2363                 root->nr_delalloc_inodes++;
2364                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2365                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2366                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2367                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2368                                       &fs_info->delalloc_roots);
2369                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2370                 }
2371         }
2372         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2373 }
2374
2375 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2376                                 struct btrfs_inode *inode)
2377 {
2378         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2379
2380         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2381                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2382                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2383                           &inode->runtime_flags);
2384                 root->nr_delalloc_inodes--;
2385                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2386                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2387                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2388                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2389                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2390                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2391                 }
2392         }
2393 }
2394
2395 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2396                                      struct btrfs_inode *inode)
2397 {
2398         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2399         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2400         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2405  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2406  */
2407 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2408                                u32 bits)
2409 {
2410         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2411
2412         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2413                 WARN_ON(1);
2414         /*
2415          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2416          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2417          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2418          */
2419         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2420                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2421                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2422                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2423                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2424
2425                 spin_lock(&inode->lock);
2426                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2427                 spin_unlock(&inode->lock);
2428
2429                 /* For sanity tests */
2430                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2431                         return;
2432
2433                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2434                                          fs_info->delalloc_batch);
2435                 spin_lock(&inode->lock);
2436                 inode->delalloc_bytes += len;
2437                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2438                         inode->defrag_bytes += len;
2439                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2440                                          &inode->runtime_flags))
2441                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2442                 spin_unlock(&inode->lock);
2443         }
2444
2445         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2446             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2447                 spin_lock(&inode->lock);
2448                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2449                 spin_unlock(&inode->lock);
2450         }
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2455  * accounting happens.
2456  */
2457 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2458                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2459 {
2460         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2461         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2462         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2463
2464         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2465                 spin_lock(&inode->lock);
2466                 inode->defrag_bytes -= len;
2467                 spin_unlock(&inode->lock);
2468         }
2469
2470         /*
2471          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2472          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2473          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2474          */
2475         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2476                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2477                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2478
2479                 spin_lock(&inode->lock);
2480                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2481                 spin_unlock(&inode->lock);
2482
2483                 /*
2484                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2485                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2486                  * error.
2487                  */
2488                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2489                     root != fs_info->tree_root)
2490                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2491
2492                 /* For sanity tests. */
2493                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2494                         return;
2495
2496                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2497                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2498                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2499                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2500
2501                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2502                                          fs_info->delalloc_batch);
2503                 spin_lock(&inode->lock);
2504                 inode->delalloc_bytes -= len;
2505                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2506                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2507                                         &inode->runtime_flags))
2508                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2509                 spin_unlock(&inode->lock);
2510         }
2511
2512         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2513             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2514                 spin_lock(&inode->lock);
2515                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2516                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2517                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2518                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2519                 spin_unlock(&inode->lock);
2520         }
2521 }
2522
2523 /*
2524  * Split an extent_map at [start, start + len]
2525  *
2526  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2527  */
2528 static int split_zoned_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len,
2529                           u64 pre, u64 post)
2530 {
2531         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2532         struct extent_map *em;
2533         struct extent_map *split_pre = NULL;
2534         struct extent_map *split_mid = NULL;
2535         struct extent_map *split_post = NULL;
2536         int ret = 0;
2537         unsigned long flags;
2538
2539         /* Sanity check */
2540         if (pre == 0 && post == 0)
2541                 return 0;
2542
2543         split_pre = alloc_extent_map();
2544         if (pre)
2545                 split_mid = alloc_extent_map();
2546         if (post)
2547                 split_post = alloc_extent_map();
2548         if (!split_pre || (pre && !split_mid) || (post && !split_post)) {
2549                 ret = -ENOMEM;
2550                 goto out;
2551         }
2552
2553         ASSERT(pre + post < len);
2554
2555         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
2556         write_lock(&em_tree->lock);
2557         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2558         if (!em) {
2559                 ret = -EIO;
2560                 goto out_unlock;
2561         }
2562
2563         ASSERT(em->len == len);
2564         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2565         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2566         ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
2567         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags));
2568         ASSERT(!list_empty(&em->list));
2569
2570         flags = em->flags;
2571         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2572
2573         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2574         split_pre->start = em->start;
2575         split_pre->len = (pre ? pre : em->len - post);
2576         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2577         split_pre->block_start = em->block_start;
2578         split_pre->block_len = split_pre->len;
2579         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2580         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2581         split_pre->flags = flags;
2582         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2583         split_pre->generation = em->generation;
2584
2585         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
2586
2587         /*
2588          * Now we only have an extent_map at:
2589          *     [em->start, em->start + pre] if pre != 0
2590          *     [em->start, em->start + em->len - post] if pre == 0
2591          */
2592
2593         if (pre) {
2594                 /* Insert the middle extent_map */
2595                 split_mid->start = em->start + pre;
2596                 split_mid->len = em->len - pre - post;
2597                 split_mid->orig_start = split_mid->start;
2598                 split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2599                 split_mid->block_len = split_mid->len;
2600                 split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2601                 split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2602                 split_mid->flags = flags;
2603                 split_mid->compress_type = em->compress_type;
2604                 split_mid->generation = em->generation;
2605                 add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
2606         }
2607
2608         if (post) {
2609                 split_post->start = em->start + em->len - post;
2610                 split_post->len = post;
2611                 split_post->orig_start = split_post->start;
2612                 split_post->block_start = em->block_start + em->len - post;
2613                 split_post->block_len = split_post->len;
2614                 split_post->orig_block_len = split_post->block_len;
2615                 split_post->ram_bytes = split_post->len;
2616                 split_post->flags = flags;
2617                 split_post->compress_type = em->compress_type;
2618                 split_post->generation = em->generation;
2619                 add_extent_mapping(em_tree, split_post, 1);
2620         }
2621
2622         /* Once for us */
2623         free_extent_map(em);
2624         /* Once for the tree */
2625         free_extent_map(em);
2626
2627 out_unlock:
2628         write_unlock(&em_tree->lock);
2629         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
2630 out:
2631         free_extent_map(split_pre);
2632         free_extent_map(split_mid);
2633         free_extent_map(split_post);
2634
2635         return ret;
2636 }
2637
2638 blk_status_t btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio)
2639 {
2640         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2641         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2642         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
2643         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2644         u64 file_len;
2645         u64 end = start + len;
2646         u64 ordered_end;
2647         u64 pre, post;
2648         int ret = 0;
2649
2650         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, bbio->file_offset);
2651         if (WARN_ON_ONCE(!ordered))
2652                 return BLK_STS_IOERR;
2653
2654         /* No need to split */
2655         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2656                 goto out;
2657
2658         /* We cannot split once end_bio'd ordered extent */
2659         if (WARN_ON_ONCE(ordered->bytes_left != ordered->disk_num_bytes)) {
2660                 ret = -EINVAL;
2661                 goto out;
2662         }
2663
2664         /* We cannot split a compressed ordered extent */
2665         if (WARN_ON_ONCE(ordered->disk_num_bytes != ordered->num_bytes)) {
2666                 ret = -EINVAL;
2667                 goto out;
2668         }
2669
2670         ordered_end = ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes;
2671         /* bio must be in one ordered extent */
2672         if (WARN_ON_ONCE(start < ordered->disk_bytenr || end > ordered_end)) {
2673                 ret = -EINVAL;
2674                 goto out;
2675         }
2676
2677         /* Checksum list should be empty */
2678         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ordered->list))) {
2679                 ret = -EINVAL;
2680                 goto out;
2681         }
2682
2683         file_len = ordered->num_bytes;
2684         pre = start - ordered->disk_bytenr;
2685         post = ordered_end - end;
2686
2687         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, pre, post);
2688         if (ret)
2689                 goto out;
2690         ret = split_zoned_em(inode, bbio->file_offset, file_len, pre, post);
2691
2692 out:
2693         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2694
2695         return errno_to_blk_status(ret);
2696 }
2697
2698 /*
2699  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2700  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2701  */
2702 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2703                              struct list_head *list)
2704 {
2705         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2706         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2707         int ret;
2708
2709         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2710                 trans->adding_csums = true;
2711                 if (!csum_root)
2712                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2713                                                     sum->bytenr);
2714                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2715                 trans->adding_csums = false;
2716                 if (ret)
2717                         return ret;
2718         }
2719         return 0;
2720 }
2721
2722 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2723                                          const u64 start,
2724                                          const u64 len,
2725                                          struct extent_state **cached_state)
2726 {
2727         u64 search_start = start;
2728         const u64 end = start + len - 1;
2729
2730         while (search_start < end) {
2731                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2732                 struct extent_map *em;
2733                 u64 em_len;
2734                 int ret = 0;
2735
2736                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2737                 if (IS_ERR(em))
2738                         return PTR_ERR(em);
2739
2740                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2741                         goto next;
2742
2743                 em_len = em->len;
2744                 if (em->start < search_start)
2745                         em_len -= search_start - em->start;
2746                 if (em_len > search_len)
2747                         em_len = search_len;
2748
2749                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2750                                      search_start + em_len - 1,
2751                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state,
2752                                      GFP_NOFS);
2753 next:
2754                 search_start = extent_map_end(em);
2755                 free_extent_map(em);
2756                 if (ret)
2757                         return ret;
2758         }
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2763                               unsigned int extra_bits,
2764                               struct extent_state **cached_state)
2765 {
2766         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2767
2768         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2769             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2770                 /*
2771                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2772                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2773                  */
2774                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2775         } else {
2776                 int ret;
2777
2778                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2779                                                     end + 1 - start,
2780                                                     cached_state);
2781                 if (ret)
2782                         return ret;
2783         }
2784
2785         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2786                                    cached_state);
2787 }
2788
2789 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2790 struct btrfs_writepage_fixup {
2791         struct page *page;
2792         struct btrfs_inode *inode;
2793         struct btrfs_work work;
2794 };
2795
2796 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2797 {
2798         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2799         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2800         struct extent_state *cached_state = NULL;
2801         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2802         struct page *page;
2803         struct btrfs_inode *inode;
2804         u64 page_start;
2805         u64 page_end;
2806         int ret = 0;
2807         bool free_delalloc_space = true;
2808
2809         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2810         page = fixup->page;
2811         inode = fixup->inode;
2812         page_start = page_offset(page);
2813         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2814
2815         /*
2816          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2817          * we take the page lock.
2818          */
2819         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2820                                            PAGE_SIZE);
2821 again:
2822         lock_page(page);
2823
2824         /*
2825          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2826          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2827          * address space.
2828          */
2829         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2830                 /*
2831                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2832                  *
2833                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2834                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2835                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2836                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2837                  *    while waiting for the ordered extent.
2838                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2839                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2840                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2841                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2842                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2843                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2844                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2845                  *    when the page was already properly dealt with.
2846                  */
2847                 if (!ret) {
2848                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2849                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2850                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2851                                                      true);
2852                 }
2853                 ret = 0;
2854                 goto out_page;
2855         }
2856
2857         /*
2858          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2859          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2860          */
2861         if (ret)
2862                 goto out_page;
2863
2864         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2865
2866         /* already ordered? We're done */
2867         if (PageOrdered(page))
2868                 goto out_reserved;
2869
2870         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2871         if (ordered) {
2872                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2873                               &cached_state);
2874                 unlock_page(page);
2875                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2876                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2877                 goto again;
2878         }
2879
2880         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2881                                         &cached_state);
2882         if (ret)
2883                 goto out_reserved;
2884
2885         /*
2886          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2887          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2888          * destination.
2889          *
2890          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2891          */
2892         BUG_ON(!PageDirty(page));
2893         free_delalloc_space = false;
2894 out_reserved:
2895         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2896         if (free_delalloc_space)
2897                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2898                                              PAGE_SIZE, true);
2899         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2900 out_page:
2901         if (ret) {
2902                 /*
2903                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2904                  * to reflect the errors and clean the page.
2905                  */
2906                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2907                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2908                 clear_page_dirty_for_io(page);
2909                 SetPageError(page);
2910         }
2911         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2912         unlock_page(page);
2913         put_page(page);
2914         kfree(fixup);
2915         extent_changeset_free(data_reserved);
2916         /*
2917          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2918          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2919          * deadlock.
2920          */
2921         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2926  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2927  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2928  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2929  *
2930  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2931  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2932  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2933  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2934  */
2935 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2936 {
2937         struct inode *inode = page->mapping->host;
2938         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2939         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2940
2941         /* This page has ordered extent covering it already */
2942         if (PageOrdered(page))
2943                 return 0;
2944
2945         /*
2946          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2947          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2948          *
2949          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2950          * EAGAIN.
2951          */
2952         if (PageChecked(page))
2953                 return -EAGAIN;
2954
2955         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2956         if (!fixup)
2957                 return -EAGAIN;
2958
2959         /*
2960          * We are already holding a reference to this inode from
2961          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2962          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2963          * page->mapping outside of the page lock.
2964          */
2965         ihold(inode);
2966         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2967         get_page(page);
2968         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2969         fixup->page = page;
2970         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2971         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2972
2973         return -EAGAIN;
2974 }
2975
2976 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2977                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2978                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2979                                        const bool update_inode_bytes,
2980                                        u64 qgroup_reserved)
2981 {
2982         struct btrfs_root *root = inode->root;
2983         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2984         struct btrfs_path *path;
2985         struct extent_buffer *leaf;
2986         struct btrfs_key ins;
2987         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2988         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2989         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2990         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2991         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2992         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2993         int ret;
2994
2995         path = btrfs_alloc_path();
2996         if (!path)
2997                 return -ENOMEM;
2998
2999         /*
3000          * we may be replacing one extent in the tree with another.
3001          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
3002          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
3003          *
3004          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
3005          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
3006          * with the others.
3007          */
3008         drop_args.path = path;
3009         drop_args.start = file_pos;
3010         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
3011         drop_args.replace_extent = true;
3012         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
3013         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
3014         if (ret)
3015                 goto out;
3016
3017         if (!drop_args.extent_inserted) {
3018                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
3019                 ins.offset = file_pos;
3020                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3021
3022                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
3023                                               sizeof(*stack_fi));
3024                 if (ret)
3025                         goto out;
3026         }
3027         leaf = path->nodes[0];
3028         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
3029         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
3030                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
3031                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
3032
3033         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3034         btrfs_release_path(path);
3035
3036         /*
3037          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
3038          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
3039          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
3040          * The remaining of the range will be processed when clearning the
3041          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
3042          */
3043         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
3044                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
3045
3046                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
3047                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
3048                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
3049                 num_bytes -= sectorsize;
3050         }
3051
3052         if (update_inode_bytes)
3053                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
3054
3055         ins.objectid = disk_bytenr;
3056         ins.offset = disk_num_bytes;
3057         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
3058
3059         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3060         if (ret)
3061                 goto out;
3062
3063         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3064                                                file_pos - offset,
3065                                                qgroup_reserved, &ins);
3066 out:
3067         btrfs_free_path(path);
3068
3069         return ret;
3070 }
3071
3072 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3073                                          u64 start, u64 len)
3074 {
3075         struct btrfs_block_group *cache;
3076
3077         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3078         ASSERT(cache);
3079
3080         spin_lock(&cache->lock);
3081         cache->delalloc_bytes -= len;
3082         spin_unlock(&cache->lock);
3083
3084         btrfs_put_block_group(cache);
3085 }
3086
3087 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3088                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3089 {
3090         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3091         bool update_inode_bytes;
3092         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3093         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3094
3095         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3096         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3097         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3098         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3099                                                    oe->disk_num_bytes);
3100         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3101         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3102                 num_bytes = oe->truncated_len;
3103                 ram_bytes = num_bytes;
3104         }
3105         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3106         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3107         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3108         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3109
3110         /*
3111          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3112          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3113          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3114          * except if the ordered extent was truncated.
3115          */
3116         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3117                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3118                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3119
3120         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3121                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3122                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3123 }
3124
3125 /*
3126  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3127  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3128  * fully written.
3129  */
3130 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3131 {
3132         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3133         struct btrfs_root *root = inode->root;
3134         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3135         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3136         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3137         struct extent_state *cached_state = NULL;
3138         u64 start, end;
3139         int compress_type = 0;
3140         int ret = 0;
3141         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3142         bool freespace_inode;
3143         bool truncated = false;
3144         bool clear_reserved_extent = true;
3145         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3146
3147         start = ordered_extent->file_offset;
3148         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3149
3150         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3151             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3152             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3153             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3154                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3155
3156         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3157         if (!freespace_inode)
3158                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3159
3160         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3161                 ret = -EIO;
3162                 goto out;
3163         }
3164
3165         /* A valid ->physical implies a write on a sequential zone. */
3166         if (ordered_extent->physical != (u64)-1) {
3167                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
3168                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3169                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3170         }
3171
3172         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3173                 truncated = true;
3174                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3175                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3176                 if (!logical_len)
3177                         goto out;
3178         }
3179
3180         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3181                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3182
3183                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3184                 if (freespace_inode)
3185                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3186                 else
3187                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3188                 if (IS_ERR(trans)) {
3189                         ret = PTR_ERR(trans);
3190                         trans = NULL;
3191                         goto out;
3192                 }
3193                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3194                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3195                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3196                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3197                 goto out;
3198         }
3199
3200         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3201         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3202
3203         if (freespace_inode)
3204                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3205         else
3206                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3207         if (IS_ERR(trans)) {
3208                 ret = PTR_ERR(trans);
3209                 trans = NULL;
3210                 goto out;
3211         }
3212
3213         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3214
3215         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3216                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3217         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3218                 BUG_ON(compress_type);
3219                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3220                                                 ordered_extent->file_offset,
3221                                                 ordered_extent->file_offset +
3222                                                 logical_len);
3223                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3224                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3225         } else {
3226                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3227                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3228                 if (!ret) {
3229                         clear_reserved_extent = false;
3230                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3231                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3232                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3233                 }
3234         }
3235         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3236                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3237         if (ret < 0) {
3238                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3239                 goto out;
3240         }
3241
3242         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3243         if (ret) {
3244                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3245                 goto out;
3246         }
3247
3248         /*
3249          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3250          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3251          * before updating the inode item.
3252          */
3253         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3254             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3255                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3256                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3257                                  &cached_state);
3258
3259         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3260         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3261         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3262                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3263                 goto out;
3264         }
3265         ret = 0;
3266 out:
3267         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3268                          &cached_state);
3269
3270         if (trans)
3271                 btrfs_end_transaction(trans);
3272
3273         if (ret || truncated) {
3274                 u64 unwritten_start = start;
3275
3276                 /*
3277                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3278                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3279                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3280                  * already set.  Any error during writeback would have already
3281                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3282                  * marking this ordered extent as failed.
3283                  */
3284                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3285                                              &ordered_extent->flags))
3286                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3287
3288                 if (truncated)
3289                         unwritten_start += logical_len;
3290                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3291
3292                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3293                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3294
3295                 /*
3296                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3297                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3298                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3299                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3300                  *
3301                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3302                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3303                  * has already been done.
3304                  */
3305                 if ((ret || !logical_len) &&
3306                     clear_reserved_extent &&
3307                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3308                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3309                         /*
3310                          * Discard the range before returning it back to the
3311                          * free space pool
3312                          */
3313                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3314                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3315                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3316                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3317                                                 NULL);
3318                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3319                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3320                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3321                 }
3322         }
3323
3324         /*
3325          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3326          * updating everything for this ordered extent.
3327          */
3328         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3329
3330         /* once for us */
3331         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3332         /* once for the tree */
3333         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3334
3335         return ret;
3336 }
3337
3338 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3339                                           struct page *page, u64 start,
3340                                           u64 end, bool uptodate)
3341 {
3342         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3343
3344         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start, uptodate);
3345 }
3346
3347 /*
3348  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3349  * on the type of I/O.
3350  */
3351 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3352                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3353 {
3354         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3355         char *kaddr;
3356
3357         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3358
3359         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3360
3361         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3362         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3363         kunmap_local(kaddr);
3364
3365         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3366                 return -EIO;
3367         return 0;
3368 }
3369
3370 static u8 *btrfs_csum_ptr(const struct btrfs_fs_info *fs_info, u8 *csums, u64 offset)
3371 {
3372         u64 offset_in_sectors = offset >> fs_info->sectorsize_bits;
3373
3374         return csums + offset_in_sectors * fs_info->csum_size;
3375 }
3376
3377 /*
3378  * Verify the checksum of a single data sector.
3379  *
3380  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3381  * @dev:        device the sector is on
3382  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3383  * @bv:         bio_vec to check
3384  *
3385  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3386  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3387  *
3388  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3389  */
3390 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3391                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3392 {
3393         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3394         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3395         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3396         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3397         u8 *csum_expected;
3398         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3399
3400         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3401
3402         if (!bbio->csum)
3403                 return true;
3404
3405         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3406             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3407                            1, NULL)) {
3408                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3409                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3410                                   EXTENT_NODATASUM);
3411                 return true;
3412         }
3413
3414         csum_expected = btrfs_csum_ptr(fs_info, bbio->csum, bio_offset);
3415         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3416                                     csum_expected))
3417                 goto zeroit;
3418         return true;
3419
3420 zeroit:
3421         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3422                                     bbio->mirror_num);
3423         if (dev)
3424                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3425         memzero_bvec(bv);
3426         return false;
3427 }
3428
3429 /*
3430  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3431  *
3432  * @inode: The inode we want to perform iput on
3433  *
3434  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3435  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3436  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3437  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3438  */
3439 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3440 {
3441         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3442
3443         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3444                 return;
3445
3446         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3447         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3448         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3449         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3450         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3451         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3452                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3453 }
3454
3455 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3456                                     struct btrfs_inode *inode)
3457 {
3458         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3459         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3460         iput(&inode->vfs_inode);
3461         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3462                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3463         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3464 }
3465
3466 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3467                                    struct btrfs_inode *inode)
3468 {
3469         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3470                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3471                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3472                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3473                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3474         }
3475 }
3476
3477 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3478 {
3479
3480         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3481         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3482                 struct btrfs_inode *inode;
3483
3484                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3485                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3486                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3487                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3488         }
3489         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3490 }
3491
3492 /*
3493  * Wait for flushing all delayed iputs
3494  *
3495  * @fs_info:  the filesystem
3496  *
3497  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3498  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3499  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3500  * that might get blocked on the iputs.
3501  *
3502  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3503  */
3504 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3505 {
3506         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3507                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3508         if (ret)
3509                 return -EINTR;
3510         return 0;
3511 }
3512
3513 /*
3514  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3515  * in the middle of an unlink.
3516  */
3517 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3518                      struct btrfs_inode *inode)
3519 {
3520         int ret;
3521
3522         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3523         if (ret && ret != -EEXIST) {
3524                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3525                 return ret;
3526         }
3527
3528         return 0;
3529 }
3530
3531 /*
3532  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3533  * this particular inode.
3534  */
3535 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3536                             struct btrfs_inode *inode)
3537 {
3538         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3539 }
3540
3541 /*
3542  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3543  * of this root.
3544  */
3545 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3546 {
3547         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3548         struct btrfs_path *path;
3549         struct extent_buffer *leaf;
3550         struct btrfs_key key, found_key;
3551         struct btrfs_trans_handle *trans;
3552         struct inode *inode;
3553         u64 last_objectid = 0;
3554         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3555
3556         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3557                 return 0;
3558
3559         path = btrfs_alloc_path();
3560         if (!path) {
3561                 ret = -ENOMEM;
3562                 goto out;
3563         }
3564         path->reada = READA_BACK;
3565
3566         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3567         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3568         key.offset = (u64)-1;
3569
3570         while (1) {
3571                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3572                 if (ret < 0)
3573                         goto out;
3574
3575                 /*
3576                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3577                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3578                  * find the key and see if we have stuff that matches
3579                  */
3580                 if (ret > 0) {
3581                         ret = 0;
3582                         if (path->slots[0] == 0)
3583                                 break;
3584                         path->slots[0]--;
3585                 }
3586
3587                 /* pull out the item */
3588                 leaf = path->nodes[0];
3589                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3590
3591                 /* make sure the item matches what we want */
3592                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3593                         break;
3594                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3595                         break;
3596
3597                 /* release the path since we're done with it */
3598                 btrfs_release_path(path);
3599
3600                 /*
3601                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3602                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3603                  * offset of the orphan item.
3604                  */
3605
3606                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3607                         btrfs_err(fs_info,
3608                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3609                         ret = -EINVAL;
3610                         goto out;
3611                 }
3612
3613                 last_objectid = found_key.offset;
3614
3615                 found_key.objectid = found_key.offset;
3616                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3617                 found_key.offset = 0;
3618                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3619                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3620                 if (ret && ret != -ENOENT)
3621                         goto out;
3622
3623                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3624                         struct btrfs_root *dead_root;
3625                         int is_dead_root = 0;
3626
3627                         /*
3628                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3629                          * could come from 2 sources:
3630                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3631                          *  b) a free space cache inode
3632                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3633                          * for a root must not get deleted before the deletion
3634                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3635                          *
3636                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3637                          * found all deleted roots and loaded them into
3638                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3639                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3640                          * up the root from that radix tree.
3641                          */
3642
3643                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3644                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3645                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3646                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3647                                 is_dead_root = 1;
3648                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3649
3650                         if (is_dead_root) {
3651                                 /* prevent this orphan from being found again */
3652                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3653                                 continue;
3654                         }
3655
3656                 }
3657
3658                 /*
3659                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3660                  * possibilities:
3661                  *
3662                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3663                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3664                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3665                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3666
3667                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3668                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3669                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3670                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3671                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3672                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3673                  *
3674                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3675                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3676                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3677                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3678                  * the orphan item.
3679                  *
3680                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3681                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3682                  * but either way, we can delete the orphan item.
3683                  */
3684                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3685                         if (!ret) {
3686                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3687                                 iput(inode);
3688                                 if (ret)
3689                                         goto out;
3690                         }
3691                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3692                         if (IS_ERR(trans)) {
3693                                 ret = PTR_ERR(trans);
3694                                 goto out;
3695                         }
3696                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3697                                     found_key.objectid);
3698                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3699                                                     found_key.objectid);
3700                         btrfs_end_transaction(trans);
3701                         if (ret)
3702                                 goto out;
3703                         continue;
3704                 }
3705
3706                 nr_unlink++;
3707
3708                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3709                 iput(inode);
3710         }
3711         /* release the path since we're done with it */
3712         btrfs_release_path(path);
3713
3714         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3715                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3716                 if (!IS_ERR(trans))
3717                         btrfs_end_transaction(trans);
3718         }
3719
3720         if (nr_unlink)
3721                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3722
3723 out:
3724         if (ret)
3725                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3726         btrfs_free_path(path);
3727         return ret;
3728 }
3729
3730 /*
3731  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3732  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3733  *
3734  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3735  */
3736 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3737                                           int slot, u64 objectid,
3738                                           int *first_xattr_slot)
3739 {
3740         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3741         struct btrfs_key found_key;
3742         static u64 xattr_access = 0;
3743         static u64 xattr_default = 0;
3744         int scanned = 0;
3745
3746         if (!xattr_access) {
3747                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3748                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3749                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3750                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3751         }
3752
3753         slot++;
3754         *first_xattr_slot = -1;
3755         while (slot < nritems) {
3756                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3757
3758                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3759                 if (found_key.objectid != objectid)
3760                         return 0;
3761
3762                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3763                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3764                         if (*first_xattr_slot == -1)
3765                                 *first_xattr_slot = slot;
3766                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3767                             found_key.offset == xattr_default)
3768                                 return 1;
3769                 }
3770
3771                 /*
3772                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3773                  * be any acls later on
3774                  */
3775                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3776                         return 0;
3777
3778                 slot++;
3779                 scanned++;
3780
3781                 /*
3782                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3783                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3784                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3785                  * this is just an optimization
3786                  */
3787                 if (scanned >= 8)
3788                         break;
3789         }
3790         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3791          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3792          * has acls
3793          */
3794         if (*first_xattr_slot == -1)
3795                 *first_xattr_slot = slot;
3796         return 1;
3797 }
3798
3799 /*
3800  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3801  */
3802 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3803                                    struct btrfs_path *in_path)
3804 {
3805         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3806         struct btrfs_path *path = in_path;
3807         struct extent_buffer *leaf;
3808         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3809         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3810         struct btrfs_key location;
3811         unsigned long ptr;
3812         int maybe_acls;
3813         u32 rdev;
3814         int ret;
3815         bool filled = false;
3816         int first_xattr_slot;
3817
3818         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3819         if (!ret)
3820                 filled = true;
3821
3822         if (!path) {
3823                 path = btrfs_alloc_path();
3824                 if (!path)
3825                         return -ENOMEM;
3826         }
3827
3828         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3829
3830         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3831         if (ret) {
3832                 if (path != in_path)
3833                         btrfs_free_path(path);
3834                 return ret;
3835         }
3836
3837         leaf = path->nodes[0];
3838
3839         if (filled)
3840                 goto cache_index;
3841
3842         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3843                                     struct btrfs_inode_item);
3844         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3845         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3846         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3847         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3848         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3849         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3850                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3851
3852         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3853         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3854
3855         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3856         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3857
3858         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3859         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3860
3861         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3862                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3863         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3864                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3865
3866         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3867         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3868         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3869
3870         inode_set_iversion_queried(inode,
3871                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3872         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3873         inode->i_rdev = 0;
3874         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3875
3876         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3877         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3878                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3879
3880 cache_index:
3881         /*
3882          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3883          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3884          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3885          * cache.
3886          *
3887          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3888          * in delayed_nodes_tree.
3889          */
3890         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3891                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3892                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3893
3894         /*
3895          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3896          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3897          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3898          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3899          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3900          * replayed. For example, in the scenario:
3901          *
3902          * touch mydir/foo
3903          * ln mydir/foo mydir/bar
3904          * sync
3905          * unlink mydir/bar
3906          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3907          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3908          * <power failure>
3909          * mount fs, triggers fsync log replay
3910          *
3911          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3912          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3913          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3914          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3915          *
3916          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3917          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3918          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3919          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3920          */
3921         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3922
3923         /*
3924          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3925          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3926          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3927          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3928          */
3929         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3930
3931         path->slots[0]++;
3932         if (inode->i_nlink != 1 ||
3933             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3934                 goto cache_acl;
3935
3936         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3937         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3938                 goto cache_acl;
3939
3940         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3941         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3942                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3943
3944                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3945                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3946         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3947                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3948
3949                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3950                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3951                                                                      extref);
3952         }
3953 cache_acl:
3954         /*
3955          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3956          * any xattrs or acls
3957          */
3958         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3959                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3960         if (first_xattr_slot != -1) {
3961                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3962                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3963                 if (ret)
3964                         btrfs_err(fs_info,
3965                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3966                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3967                                   root->root_key.objectid, ret);
3968         }
3969         if (path != in_path)
3970                 btrfs_free_path(path);
3971
3972         if (!maybe_acls)
3973                 cache_no_acl(inode);
3974
3975         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3976         case S_IFREG:
3977                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3978                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3979                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3980                 break;
3981         case S_IFDIR:
3982                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3983                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3984                 break;
3985         case S_IFLNK:
3986                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3987                 inode_nohighmem(inode);
3988                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3989                 break;
3990         default:
3991                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3992                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3993                 break;
3994         }
3995
3996         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3997         return 0;
3998 }
3999
4000 /*
4001  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4002  */
4003 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4004                             struct extent_buffer *leaf,
4005                             struct btrfs_inode_item *item,
4006                             struct inode *inode)
4007 {
4008         struct btrfs_map_token token;
4009         u64 flags;
4010
4011         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4012
4013         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4014         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4015         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4016         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4017         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4018
4019         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4020                                      inode->i_atime.tv_sec);
4021         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4022                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4023
4024         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4025                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4026         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4027                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4028
4029         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4030                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4031         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4032                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4033
4034         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4035                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4036         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4037                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4038
4039         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4040         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4041                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4042         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4043         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4044         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4045         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4046                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4047         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4048         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4049 }
4050
4051 /*
4052  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4053  */
4054 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4055                                 struct btrfs_root *root,
4056                                 struct btrfs_inode *inode)
4057 {
4058         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4059         struct btrfs_path *path;
4060         struct extent_buffer *leaf;
4061         int ret;
4062
4063         path = btrfs_alloc_path();
4064         if (!path)
4065                 return -ENOMEM;
4066
4067         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4068         if (ret) {
4069                 if (ret > 0)
4070                         ret = -ENOENT;
4071                 goto failed;
4072         }
4073
4074         leaf = path->nodes[0];
4075         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4076                                     struct btrfs_inode_item);
4077
4078         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4079         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4080         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4081         ret = 0;
4082 failed:
4083         btrfs_free_path(path);
4084         return ret;
4085 }
4086
4087 /*
4088  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4089  */
4090 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4091                                 struct btrfs_root *root,
4092                                 struct btrfs_inode *inode)
4093 {
4094         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4095         int ret;
4096
4097         /*
4098          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4099          * if we put it into the delayed code.
4100          *
4101          * The data relocation inode should also be directly updated
4102          * without delay
4103          */
4104         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4105             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4106             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4107                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4108
4109                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4110                 if (!ret)
4111                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4112                 return ret;
4113         }
4114
4115         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4116 }
4117
4118 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4119                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4120 {
4121         int ret;
4122
4123         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4124         if (ret == -ENOSPC)
4125                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4126         return ret;
4127 }
4128
4129 /*
4130  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4131  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4132  * also drops the back refs in the inode to the directory
4133  */
4134 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4135                                 struct btrfs_inode *dir,
4136                                 struct btrfs_inode *inode,
4137                                 const struct fscrypt_str *name,
4138                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4139 {
4140         struct btrfs_root *root = dir->root;
4141         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4142         struct btrfs_path *path;
4143         int ret = 0;
4144         struct btrfs_dir_item *di;
4145         u64 index;
4146         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4147         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4148
4149         path = btrfs_alloc_path();
4150         if (!path) {
4151                 ret = -ENOMEM;
4152                 goto out;
4153         }
4154
4155         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4156         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4157                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4158                 goto err;
4159         }
4160         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4161         if (ret)
4162                 goto err;
4163         btrfs_release_path(path);
4164
4165         /*
4166          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4167          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4168          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4169          *
4170          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4171          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4172          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4173          * we update the inode item.
4174          */
4175         if (inode->dir_index) {
4176                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4177                 if (!ret) {
4178                         index = inode->dir_index;
4179                         goto skip_backref;
4180                 }
4181         }
4182
4183         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4184         if (ret) {
4185                 btrfs_info(fs_info,
4186                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4187                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4188                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4189                 goto err;
4190         }
4191 skip_backref:
4192         if (rename_ctx)
4193                 rename_ctx->index = index;
4194
4195         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4196         if (ret) {
4197                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4198                 goto err;
4199         }
4200
4201         /*
4202          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4203          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4204          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4205          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4206          */
4207         if (!rename_ctx) {
4208                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4209                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4210         }
4211
4212         /*
4213          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4214          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4215          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4216          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4217          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4218          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4219          * holding.
4220          */
4221         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4222 err:
4223         btrfs_free_path(path);
4224         if (ret)
4225                 goto out;
4226
4227         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4228         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4229         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4230         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4231         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4232         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4233         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4234 out:
4235         return ret;
4236 }
4237
4238 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4239                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4240                        const struct fscrypt_str *name)
4241 {
4242         int ret;
4243
4244         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4245         if (!ret) {
4246                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4247                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4248         }
4249         return ret;
4250 }
4251
4252 /*
4253  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4254  *
4255  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4256  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4257  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4258  * allow the unlink to occur.
4259  */
4260 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4261 {
4262         struct btrfs_root *root = dir->root;
4263
4264         /*
4265          * 1 for the possible orphan item
4266          * 1 for the dir item
4267          * 1 for the dir index
4268          * 1 for the inode ref
4269          * 1 for the inode
4270          * 1 for the parent inode
4271          */
4272         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 6);
4273 }
4274
4275 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4276 {
4277         struct btrfs_trans_handle *trans;
4278         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4279         int ret;
4280         struct fscrypt_name fname;
4281
4282         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4283         if (ret)
4284                 return ret;
4285
4286         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4287
4288         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4289         if (IS_ERR(trans)) {
4290                 ret = PTR_ERR(trans);
4291                 goto fscrypt_free;
4292         }
4293
4294         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4295                         0);
4296
4297         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4298                                  &fname.disk_name);
4299         if (ret)
4300                 goto end_trans;
4301
4302         if (inode->i_nlink == 0) {
4303                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4304                 if (ret)
4305                         goto end_trans;
4306         }
4307
4308 end_trans:
4309         btrfs_end_transaction(trans);
4310         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4311 fscrypt_free:
4312         fscrypt_free_filename(&fname);
4313         return ret;
4314 }
4315
4316 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4317                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4318 {
4319         struct btrfs_root *root = dir->root;
4320         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4321         struct btrfs_path *path;
4322         struct extent_buffer *leaf;
4323         struct btrfs_dir_item *di;
4324         struct btrfs_key key;
4325         u64 index;
4326         int ret;
4327         u64 objectid;
4328         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4329         struct fscrypt_name fname;
4330
4331         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4332         if (ret)
4333                 return ret;
4334
4335         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4336
4337         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4338                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4339         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4340                 objectid = inode->location.objectid;
4341         } else {
4342                 WARN_ON(1);
4343                 fscrypt_free_filename(&fname);
4344                 return -EINVAL;
4345         }
4346
4347         path = btrfs_alloc_path();
4348         if (!path) {
4349                 ret = -ENOMEM;
4350                 goto out;
4351         }
4352
4353         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4354                                    &fname.disk_name, -1);
4355         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4356                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4357                 goto out;
4358         }
4359
4360         leaf = path->nodes[0];
4361         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4362         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4363         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4364         if (ret) {
4365                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4366                 goto out;
4367         }
4368         btrfs_release_path(path);
4369
4370         /*
4371          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4372          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4373          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4374          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4375          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4376          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4377          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4378          */
4379         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4380                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4381                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4382                         if (!di)
4383                                 ret = -ENOENT;
4384                         else
4385                                 ret = PTR_ERR(di);
4386                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4387                         goto out;
4388                 }
4389
4390                 leaf = path->nodes[0];
4391                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4392                 index = key.offset;
4393                 btrfs_release_path(path);
4394         } else {
4395                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4396                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4397                                          &index, &fname.disk_name);
4398                 if (ret) {
4399                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4400                         goto out;
4401                 }
4402         }
4403
4404         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4405         if (ret) {
4406                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4407                 goto out;
4408         }
4409
4410         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4411         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4412         dir->vfs_inode.i_mtime = current_time(&dir->vfs_inode);
4413         dir->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime;
4414         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, dir);
4415         if (ret)
4416                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4417 out:
4418         btrfs_free_path(path);
4419         fscrypt_free_filename(&fname);
4420         return ret;
4421 }
4422
4423 /*
4424  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4425  * default.
4426  */
4427 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4428 {
4429         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4430         struct btrfs_path *path;
4431         struct btrfs_dir_item *di;
4432         struct btrfs_key key;
4433         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4434         u64 dir_id;
4435         int ret;
4436
4437         path = btrfs_alloc_path();
4438         if (!path)
4439                 return -ENOMEM;
4440
4441         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4442         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4443         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4444                                    dir_id, &name, 0);
4445         if (di && !IS_ERR(di)) {
4446                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4447                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4448                         ret = -EPERM;
4449                         btrfs_err(fs_info,
4450                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4451                                   key.objectid);
4452                         goto out;
4453                 }
4454                 btrfs_release_path(path);
4455         }
4456
4457         key.objectid = root->root_key.objectid;
4458         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4459         key.offset = (u64)-1;
4460
4461         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4462         if (ret < 0)
4463                 goto out;
4464         BUG_ON(ret == 0);
4465
4466         ret = 0;
4467         if (path->slots[0] > 0) {
4468                 path->slots[0]--;
4469                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4470                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4471                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4472                         ret = -ENOTEMPTY;
4473         }
4474 out:
4475         btrfs_free_path(path);
4476         return ret;
4477 }
4478
4479 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4480 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4481 {
4482         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4483         struct rb_node *node;
4484         struct rb_node *prev;
4485         struct btrfs_inode *entry;
4486         struct inode *inode;
4487         u64 objectid = 0;
4488
4489         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4490                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4491
4492         spin_lock(&root->inode_lock);
4493 again:
4494         node = root->inode_tree.rb_node;
4495         prev = NULL;
4496         while (node) {
4497                 prev = node;
4498                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4499
4500                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4501                         node = node->rb_left;
4502                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4503                         node = node->rb_right;
4504                 else
4505                         break;
4506         }
4507         if (!node) {
4508                 while (prev) {
4509                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4510                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4511                                 node = prev;
4512                                 break;
4513                         }
4514                         prev = rb_next(prev);
4515                 }
4516         }
4517         while (node) {
4518                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4519                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4520                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4521                 if (inode) {
4522                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4523                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4524                                 d_prune_aliases(inode);
4525                         /*
4526                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4527                          * cache when its usage count hits zero.
4528                          */
4529                         iput(inode);
4530                         cond_resched();
4531                         spin_lock(&root->inode_lock);
4532                         goto again;
4533                 }
4534
4535                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4536                         goto again;
4537
4538                 node = rb_next(node);
4539         }
4540         spin_unlock(&root->inode_lock);
4541 }
4542
4543 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4544 {
4545         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4546         struct btrfs_root *root = dir->root;
4547         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4548         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4549         struct btrfs_trans_handle *trans;
4550         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4551         u64 root_flags;
4552         int ret;
4553
4554         /*
4555          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4556          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4557          * again is not run concurrently.
4558          */
4559         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4560         if (dest->send_in_progress) {
4561                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4562                 btrfs_warn(fs_info,
4563                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4564                            dest->root_key.objectid);
4565                 return -EPERM;
4566         }
4567         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4568                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4569                 btrfs_warn(fs_info,
4570                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4571                            root->root_key.objectid);
4572                 return -EPERM;
4573         }
4574         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4575         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4576                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4577         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4578
4579         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4580
4581         ret = may_destroy_subvol(dest);
4582         if (ret)
4583                 goto out_up_write;
4584
4585         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4586         /*
4587          * One for dir inode,
4588          * two for dir entries,
4589          * two for root ref/backref.
4590          */
4591         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4592         if (ret)
4593                 goto out_up_write;
4594
4595         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4596         if (IS_ERR(trans)) {
4597                 ret = PTR_ERR(trans);
4598                 goto out_release;
4599         }
4600         trans->block_rsv = &block_rsv;
4601         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4602
4603         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4604
4605         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4606         if (ret) {
4607                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4608                 goto out_end_trans;
4609         }
4610
4611         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4612         if (ret) {
4613                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4614                 goto out_end_trans;
4615         }
4616
4617         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4618                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4619         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4620         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4621
4622         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4623                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4624                                         fs_info->tree_root,
4625                                         dest->root_key.objectid);
4626                 if (ret) {
4627                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4628                         goto out_end_trans;
4629                 }
4630         }
4631
4632         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4633                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4634                                   dest->root_key.objectid);
4635         if (ret && ret != -ENOENT) {
4636                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4637                 goto out_end_trans;
4638         }
4639         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4640                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4641                                           dest->root_item.received_uuid,
4642                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4643                                           dest->root_key.objectid);
4644                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4645                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4646                         goto out_end_trans;
4647                 }
4648         }
4649
4650         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4651         dest->anon_dev = 0;
4652 out_end_trans:
4653         trans->block_rsv = NULL;
4654         trans->bytes_reserved = 0;
4655         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4656         inode->i_flags |= S_DEAD;
4657 out_release:
4658         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4659 out_up_write:
4660         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4661         if (ret) {
4662                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4663                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4664                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4665                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4666                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4667         } else {
4668                 d_invalidate(dentry);
4669                 btrfs_prune_dentries(dest);
4670                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4671         }
4672
4673         return ret;
4674 }
4675
4676 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4677 {
4678         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4679         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4680         int err = 0;
4681         struct btrfs_trans_handle *trans;
4682         u64 last_unlink_trans;
4683         struct fscrypt_name fname;
4684
4685         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4686                 return -ENOTEMPTY;
4687         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4688                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4689                         btrfs_err(fs_info,
4690                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4691                         return -EOPNOTSUPP;
4692                 }
4693                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4694         }
4695
4696         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4697         if (err)
4698                 return err;
4699
4700         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4701
4702         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4703         if (IS_ERR(trans)) {
4704                 err = PTR_ERR(trans);
4705                 goto out_notrans;
4706         }
4707
4708         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4709                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4710                 goto out;
4711         }
4712
4713         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4714         if (err)
4715                 goto out;
4716
4717         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4718
4719         /* now the directory is empty */
4720         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4721                                  &fname.disk_name);
4722         if (!err) {
4723                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4724                 /*
4725                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4726                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4727                  * log tree in the case we do something like this:
4728                  * 1) create dir foo
4729                  * 2) create snapshot under dir foo
4730                  * 3) delete the snapshot
4731                  * 4) rmdir foo
4732                  * 5) mkdir foo
4733                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4734                  */
4735                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4736                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4737         }
4738 out:
4739         btrfs_end_transaction(trans);
4740 out_notrans:
4741         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4742         fscrypt_free_filename(&fname);
4743
4744         return err;
4745 }
4746
4747 /*
4748  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4749  * @inode - inode that we're zeroing
4750  * @from - the offset to start zeroing
4751  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4752  *      offset
4753  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4754  *
4755  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4756  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4757  */
4758 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4759                          int front)
4760 {
4761         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4762         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4763         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4764         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4765         struct extent_state *cached_state = NULL;
4766         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4767         bool only_release_metadata = false;
4768         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4769         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4770         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4771         struct page *page;
4772         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4773         size_t write_bytes = blocksize;
4774         int ret = 0;
4775         u64 block_start;
4776         u64 block_end;
4777
4778         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4779             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4780                 goto out;
4781
4782         block_start = round_down(from, blocksize);
4783         block_end = block_start + blocksize - 1;
4784
4785         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4786                                           blocksize, false);
4787         if (ret < 0) {
4788                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4789                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4790                         only_release_metadata = true;
4791                 } else {
4792                         goto out;
4793                 }
4794         }
4795         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4796         if (ret < 0) {
4797                 if (!only_release_metadata)
4798                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4799                                                        block_start, blocksize);
4800                 goto out;
4801         }
4802 again:
4803         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4804         if (!page) {
4805                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4806                                              blocksize, true);
4807                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4808                 ret = -ENOMEM;
4809                 goto out;
4810         }
4811         ret = set_page_extent_mapped(page);
4812         if (ret < 0)
4813                 goto out_unlock;
4814
4815         if (!PageUptodate(page)) {
4816                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4817                 lock_page(page);
4818                 if (page->mapping != mapping) {
4819                         unlock_page(page);
4820                         put_page(page);
4821                         goto again;
4822                 }
4823                 if (!PageUptodate(page)) {
4824                         ret = -EIO;
4825                         goto out_unlock;
4826                 }
4827         }
4828         wait_on_page_writeback(page);
4829
4830         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4831
4832         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4833         if (ordered) {
4834                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4835                 unlock_page(page);
4836                 put_page(page);
4837                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4838                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4839                 goto again;
4840         }
4841
4842         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4843                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4844                          &cached_state);
4845
4846         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4847                                         &cached_state);
4848         if (ret) {
4849                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4850                 goto out_unlock;
4851         }
4852
4853         if (offset != blocksize) {
4854                 if (!len)
4855                         len = blocksize - offset;
4856                 if (front)
4857                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4858                                      offset);
4859                 else
4860                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4861                                      len);
4862         }
4863         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4864                                  block_end + 1 - block_start);
4865         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4866         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4867
4868         if (only_release_metadata)
4869                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4870                                EXTENT_NORESERVE, NULL, GFP_NOFS);
4871
4872 out_unlock:
4873         if (ret) {
4874                 if (only_release_metadata)
4875                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4876                 else
4877                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4878                                         block_start, blocksize, true);
4879         }
4880         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4881         unlock_page(page);
4882         put_page(page);
4883 out:
4884         if (only_release_metadata)
4885                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4886         extent_changeset_free(data_reserved);
4887         return ret;
4888 }
4889
4890 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4891                              u64 offset, u64 len)
4892 {
4893         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4894         struct btrfs_trans_handle *trans;
4895         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4896         int ret;
4897
4898         /*
4899          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4900          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4901          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4902          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4903          */
4904         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4905                 return 0;
4906
4907         /*
4908          * 1 - for the one we're dropping
4909          * 1 - for the one we're adding
4910          * 1 - for updating the inode.
4911          */
4912         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4913         if (IS_ERR(trans))
4914                 return PTR_ERR(trans);
4915
4916         drop_args.start = offset;
4917         drop_args.end = offset + len;
4918         drop_args.drop_cache = true;
4919
4920         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4921         if (ret) {
4922                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4923                 btrfs_end_transaction(trans);
4924                 return ret;
4925         }
4926
4927         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4928         if (ret) {
4929                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4930         } else {
4931                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4932                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4933         }
4934         btrfs_end_transaction(trans);
4935         return ret;
4936 }
4937
4938 /*
4939  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4940  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4941  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4942  * the range between oldsize and size
4943  */
4944 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4945 {
4946         struct btrfs_root *root = inode->root;
4947         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4948         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4949         struct extent_map *em = NULL;
4950         struct extent_state *cached_state = NULL;
4951         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4952         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4953         u64 last_byte;
4954         u64 cur_offset;
4955         u64 hole_size;
4956         int err = 0;
4957
4958         /*
4959          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4960          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4961          * expose stale data.
4962          */
4963         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4964         if (err)
4965                 return err;
4966
4967         if (size <= hole_start)
4968                 return 0;
4969
4970         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4971                                            &cached_state);
4972         cur_offset = hole_start;
4973         while (1) {
4974                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4975                                       block_end - cur_offset);
4976                 if (IS_ERR(em)) {
4977                         err = PTR_ERR(em);
4978                         em = NULL;
4979                         break;
4980                 }
4981                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4982                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4983                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4984
4985                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4986                         struct extent_map *hole_em;
4987
4988                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4989                                                 hole_size);
4990                         if (err)
4991                                 break;
4992
4993                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4994                                                         cur_offset, hole_size);
4995                         if (err)
4996                                 break;
4997
4998                         hole_em = alloc_extent_map();
4999                         if (!hole_em) {
5000                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
5001                                                     cur_offset + hole_size - 1,
5002                                                     false);
5003                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
5004                                 goto next;
5005                         }
5006                         hole_em->start = cur_offset;
5007                         hole_em->len = hole_size;
5008                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5009
5010                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5011                         hole_em->block_len = 0;
5012                         hole_em->orig_block_len = 0;
5013                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5014                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5015                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5016
5017                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
5018                         free_extent_map(hole_em);
5019                 } else {
5020                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5021                                                         cur_offset, hole_size);
5022                         if (err)
5023                                 break;
5024                 }
5025 next:
5026                 free_extent_map(em);
5027                 em = NULL;
5028                 cur_offset = last_byte;
5029                 if (cur_offset >= block_end)
5030                         break;
5031         }
5032         free_extent_map(em);
5033         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5034         return err;
5035 }
5036
5037 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5038 {
5039         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5040         struct btrfs_trans_handle *trans;
5041         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5042         loff_t newsize = attr->ia_size;
5043         int mask = attr->ia_valid;
5044         int ret;
5045
5046         /*
5047          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5048          * special case where we need to update the times despite not having
5049          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5050          * explicitly if it wants a timestamp update.
5051          */
5052         if (newsize != oldsize) {
5053                 inode_inc_iversion(inode);
5054                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5055                         inode->i_mtime = current_time(inode);
5056                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5057                 }
5058         }
5059
5060         if (newsize > oldsize) {
5061                 /*
5062                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5063                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5064                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5065                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5066                  * this truncation.
5067                  */
5068                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5069                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5070                 if (ret) {
5071                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5072                         return ret;
5073                 }
5074
5075                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5076                 if (IS_ERR(trans)) {
5077                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5078                         return PTR_ERR(trans);
5079                 }
5080
5081                 i_size_write(inode, newsize);
5082                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5083                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5084                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5085                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5086                 btrfs_end_transaction(trans);
5087         } else {
5088                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5089
5090                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5091                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5092                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5093                                         (u64)-1);
5094                         if (ret)
5095                                 return ret;
5096                 }
5097
5098                 /*
5099                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5100                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5101                  * on close.
5102                  */
5103                 if (newsize == 0)
5104                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5105                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5106
5107                 truncate_setsize(inode, newsize);
5108
5109                 inode_dio_wait(inode);
5110
5111                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5112                 if (ret && inode->i_nlink) {
5113                         int err;
5114
5115                         /*
5116                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5117                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5118                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5119                          * in-memory size to match.
5120                          */
5121                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5122                         if (err)
5123                                 return err;
5124                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5125                 }
5126         }
5127
5128         return ret;
5129 }
5130
5131 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5132                          struct iattr *attr)
5133 {
5134         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5135         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5136         int err;
5137
5138         if (btrfs_root_readonly(root))
5139                 return -EROFS;
5140
5141         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5142         if (err)
5143                 return err;
5144
5145         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5146                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5147                 if (err)
5148                         return err;
5149         }
5150
5151         if (attr->ia_valid) {
5152                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5153                 inode_inc_iversion(inode);
5154                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5155
5156                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5157                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5158         }
5159
5160         return err;
5161 }
5162
5163 /*
5164  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5165  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5166  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5167  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5168  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5169  * wasting lots of time.
5170  *
5171  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5172  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5173  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5174  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5175  */
5176 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5177 {
5178         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5179         struct rb_node *node;
5180
5181         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5182         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5183
5184         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5185
5186         /*
5187          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5188          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5189          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5190          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5191          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5192          * ranges can still be locked and eviction started because before
5193          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5194          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5195          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5196          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5197          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5198          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5199          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5200          * use-after-free issue.
5201          */
5202         spin_lock(&io_tree->lock);
5203         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5204                 struct extent_state *state;
5205                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5206                 u64 start;
5207                 u64 end;
5208                 unsigned state_flags;
5209
5210                 node = rb_first(&io_tree->state);
5211                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5212                 start = state->start;
5213                 end = state->end;
5214                 state_flags = state->state;
5215                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5216
5217                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5218
5219                 /*
5220                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5221                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5222                  * So we need to free its reserved space here.
5223                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5224                  *
5225                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5226                  */
5227                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5228                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5229                                                end - start + 1);
5230
5231                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5232                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5233                                  &cached_state);
5234
5235                 cond_resched();
5236                 spin_lock(&io_tree->lock);
5237         }
5238         spin_unlock(&io_tree->lock);
5239 }
5240
5241 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5242                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5243 {
5244         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5245         struct btrfs_trans_handle *trans;
5246         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5247         int ret;
5248
5249         /*
5250          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5251          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5252          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5253          *
5254          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5255          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5256          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5257          * delayed refs activity by truncating.
5258          *
5259          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5260          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5261          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5262          */
5263         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5264                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5265         if (ret) {
5266                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5267                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5268                 if (ret) {
5269                         btrfs_warn(fs_info,
5270                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5271                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5272                 }
5273                 delayed_refs_extra = 0;
5274         }
5275
5276         trans = btrfs_join_transaction(root);
5277         if (IS_ERR(trans))
5278                 return trans;
5279
5280         if (delayed_refs_extra) {
5281                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5282                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5283                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5284                                         delayed_refs_extra, 1);
5285         }
5286         return trans;
5287 }
5288
5289 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5290 {
5291         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5292         struct btrfs_trans_handle *trans;
5293         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5294         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5295         int ret;
5296
5297         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5298
5299         if (!root) {
5300                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5301                 clear_inode(inode);
5302                 return;
5303         }
5304
5305         evict_inode_truncate_pages(inode);
5306
5307         if (inode->i_nlink &&
5308             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5309               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5310              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5311                 goto no_delete;
5312
5313         if (is_bad_inode(inode))
5314                 goto no_delete;
5315
5316         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5317                 goto no_delete;
5318
5319         if (inode->i_nlink > 0) {
5320                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5321                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5322                 goto no_delete;
5323         }
5324
5325         /*
5326          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5327          * the inode update is released.
5328          */
5329         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5330         if (ret)
5331                 goto no_delete;
5332
5333         /*
5334          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5335          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5336          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5337          * the truncate.
5338          */
5339         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5340
5341         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5342         if (!rsv)
5343                 goto no_delete;
5344         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5345         rsv->failfast = true;
5346
5347         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5348
5349         while (1) {
5350                 struct btrfs_truncate_control control = {
5351                         .inode = BTRFS_I(inode),
5352                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5353                         .new_size = 0,
5354                         .min_type = 0,
5355                 };
5356
5357                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5358                 if (IS_ERR(trans))
5359                         goto free_rsv;
5360
5361                 trans->block_rsv = rsv;
5362
5363                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5364                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5365                 btrfs_end_transaction(trans);
5366                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5367                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5368                         goto free_rsv;
5369                 else if (!ret)
5370                         break;
5371         }
5372
5373         /*
5374          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5375          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5376          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5377          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5378          *
5379          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5380          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5381          */
5382         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5383         if (!IS_ERR(trans)) {
5384                 trans->block_rsv = rsv;
5385                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5386                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5387                 btrfs_end_transaction(trans);
5388         }
5389
5390 free_rsv:
5391         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5392 no_delete:
5393         /*
5394          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5395          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5396          * to retry these periodically in the future.
5397          */
5398         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5399         fsverity_cleanup_inode(inode);
5400         clear_inode(inode);
5401 }
5402
5403 /*
5404  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5405  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5406  *
5407  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5408  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5409  */
5410 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5411                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5412 {
5413         struct btrfs_dir_item *di;
5414         struct btrfs_path *path;
5415         struct btrfs_root *root = dir->root;
5416         int ret = 0;
5417         struct fscrypt_name fname;
5418
5419         path = btrfs_alloc_path();
5420         if (!path)
5421                 return -ENOMEM;
5422
5423         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5424         if (ret < 0)
5425                 goto out;
5426         /*
5427          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5428          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5429          */
5430         ASSERT(ret == 0);
5431
5432         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5433
5434         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5435                                    &fname.disk_name, 0);
5436         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5437                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5438                 goto out;
5439         }
5440
5441         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5442         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5443             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5444                 ret = -EUCLEAN;
5445                 btrfs_warn(root->fs_info,
5446 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5447                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5448                            location->objectid, location->type, location->offset);
5449         }
5450         if (!ret)
5451                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5452 out:
5453         fscrypt_free_filename(&fname);
5454         btrfs_free_path(path);
5455         return ret;
5456 }
5457
5458 /*
5459  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5460  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5461  * is kind of like crossing a mount point.
5462  */
5463 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5464                                     struct btrfs_inode *dir,
5465                                     struct dentry *dentry,
5466                                     struct btrfs_key *location,
5467                                     struct btrfs_root **sub_root)
5468 {
5469         struct btrfs_path *path;
5470         struct btrfs_root *new_root;
5471         struct btrfs_root_ref *ref;
5472         struct extent_buffer *leaf;
5473         struct btrfs_key key;
5474         int ret;
5475         int err = 0;
5476         struct fscrypt_name fname;
5477
5478         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5479         if (ret)
5480                 return ret;
5481
5482         path = btrfs_alloc_path();
5483         if (!path) {
5484                 err = -ENOMEM;
5485                 goto out;
5486         }
5487
5488         err = -ENOENT;
5489         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5490         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5491         key.offset = location->objectid;
5492
5493         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5494         if (ret) {
5495                 if (ret < 0)
5496                         err = ret;
5497                 goto out;
5498         }
5499
5500         leaf = path->nodes[0];
5501         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5502         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5503             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5504                 goto out;
5505
5506         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5507                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5508         if (ret)
5509                 goto out;
5510
5511         btrfs_release_path(path);
5512
5513         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5514         if (IS_ERR(new_root)) {
5515                 err = PTR_ERR(new_root);
5516                 goto out;
5517         }
5518
5519         *sub_root = new_root;
5520         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5521         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5522         location->offset = 0;
5523         err = 0;
5524 out:
5525         btrfs_free_path(path);
5526         fscrypt_free_filename(&fname);
5527         return err;
5528 }
5529
5530 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5531 {
5532         struct btrfs_root *root = inode->root;
5533         struct btrfs_inode *entry;
5534         struct rb_node **p;
5535         struct rb_node *parent;
5536         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5537         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5538
5539         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5540                 return;
5541         parent = NULL;
5542         spin_lock(&root->inode_lock);
5543         p = &root->inode_tree.rb_node;
5544         while (*p) {
5545                 parent = *p;
5546                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5547
5548                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5549                         p = &parent->rb_left;
5550                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5551                         p = &parent->rb_right;
5552                 else {
5553                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5554                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5555                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5556                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5557                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5558                         return;
5559                 }
5560         }
5561         rb_link_node(new, parent, p);
5562         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5563         spin_unlock(&root->inode_lock);
5564 }
5565
5566 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5567 {
5568         struct btrfs_root *root = inode->root;
5569         int empty = 0;
5570
5571         spin_lock(&root->inode_lock);
5572         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5573                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5574                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5575                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5576         }
5577         spin_unlock(&root->inode_lock);
5578
5579         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5580                 spin_lock(&root->inode_lock);
5581                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5582                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5583                 if (empty)
5584                         btrfs_add_dead_root(root);
5585         }
5586 }
5587
5588
5589 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5590 {
5591         struct btrfs_iget_args *args = p;
5592
5593         inode->i_ino = args->ino;
5594         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5595         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5596         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5597         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5598         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5599
5600         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5601             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5602                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5603                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5604         return 0;
5605 }
5606
5607 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5608 {
5609         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5610
5611         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5612                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5613 }
5614
5615 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5616                                        struct btrfs_root *root)
5617 {
5618         struct inode *inode;
5619         struct btrfs_iget_args args;
5620         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5621
5622         args.ino = ino;
5623         args.root = root;
5624
5625         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5626                              btrfs_init_locked_inode,
5627                              (void *)&args);
5628         return inode;
5629 }
5630
5631 /*
5632  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5633  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5634  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5635  * later.
5636  */
5637 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5638                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5639 {
5640         struct inode *inode;
5641
5642         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5643         if (!inode)
5644                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5645
5646         if (inode->i_state & I_NEW) {
5647                 int ret;
5648
5649                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5650                 if (!ret) {
5651                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5652                         unlock_new_inode(inode);
5653                 } else {
5654                         iget_failed(inode);
5655                         /*
5656                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5657                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5658                          * was not found.
5659                          */
5660                         if (ret > 0)
5661                                 ret = -ENOENT;
5662                         inode = ERR_PTR(ret);
5663                 }
5664         }
5665
5666         return inode;
5667 }
5668
5669 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5670 {
5671         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5672 }
5673
5674 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5675                                     struct btrfs_key *key,
5676                                     struct btrfs_root *root)
5677 {
5678         struct inode *inode = new_inode(s);
5679
5680         if (!inode)
5681                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5682
5683         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5684         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5685         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5686
5687         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5688         /*
5689          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5690          * associated with the dentry
5691          */
5692         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5693         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5694         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5695         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5696         inode->i_mtime = current_time(inode);
5697         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5698         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5699         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5700
5701         return inode;
5702 }
5703
5704 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5705 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5706 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5707 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5708 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5709 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5710 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5711 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5712
5713 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5714 {
5715         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5716 }
5717
5718 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5719 {
5720         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5721         struct inode *inode;
5722         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5723         struct btrfs_root *sub_root = root;
5724         struct btrfs_key location;
5725         u8 di_type = 0;
5726         int ret = 0;
5727
5728         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5729                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5730
5731         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5732         if (ret < 0)
5733                 return ERR_PTR(ret);
5734
5735         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5736                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5737                 if (IS_ERR(inode))
5738                         return inode;
5739
5740                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5741                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5742                         btrfs_crit(fs_info,
5743 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5744                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5745                                   di_type);
5746                         iput(inode);
5747                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5748                 }
5749                 return inode;
5750         }
5751
5752         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5753                                        &location, &sub_root);
5754         if (ret < 0) {
5755                 if (ret != -ENOENT)
5756                         inode = ERR_PTR(ret);
5757                 else
5758                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5759         } else {
5760                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5761                 btrfs_put_root(sub_root);
5762
5763                 if (IS_ERR(inode))
5764                         return inode;
5765
5766                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5767                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5768                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5769                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5770                 if (ret) {
5771                         iput(inode);
5772                         inode = ERR_PTR(ret);
5773                 }
5774         }
5775
5776         return inode;
5777 }
5778
5779 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5780 {
5781         struct btrfs_root *root;
5782         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5783
5784         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5785                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5786
5787         if (inode) {
5788                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5789                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5790                         return 1;
5791
5792                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5793                         return 1;
5794         }
5795         return 0;
5796 }
5797
5798 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5799                                    unsigned int flags)
5800 {
5801         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5802
5803         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5804                 inode = NULL;
5805         return d_splice_alias(inode, dentry);
5806 }
5807
5808 /*
5809  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5810  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5811  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5812  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5813  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5814  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5815  * tree lock.
5816  */
5817 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5818 {
5819         struct btrfs_file_private *private;
5820
5821         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5822         if (!private)
5823                 return -ENOMEM;
5824         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5825         if (!private->filldir_buf) {
5826                 kfree(private);
5827                 return -ENOMEM;
5828         }
5829         file->private_data = private;
5830         return 0;
5831 }
5832
5833 struct dir_entry {
5834         u64 ino;
5835         u64 offset;
5836         unsigned type;
5837         int name_len;
5838 };
5839
5840 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5841 {
5842         while (entries--) {
5843                 struct dir_entry *entry = addr;
5844                 char *name = (char *)(entry + 1);
5845
5846                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5847                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5848                                          get_unaligned(&entry->ino),
5849                                          get_unaligned(&entry->type)))
5850                         return 1;
5851                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5852                         get_unaligned(&entry->name_len);
5853                 ctx->pos++;
5854         }
5855         return 0;
5856 }
5857
5858 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5859 {
5860         struct inode *inode = file_inode(file);
5861         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5862         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5863         struct btrfs_dir_item *di;
5864         struct btrfs_key key;
5865         struct btrfs_key found_key;
5866         struct btrfs_path *path;
5867         void *addr;
5868         struct list_head ins_list;
5869         struct list_head del_list;
5870         int ret;
5871         char *name_ptr;
5872         int name_len;
5873         int entries = 0;
5874         int total_len = 0;
5875         bool put = false;
5876         struct btrfs_key location;
5877
5878         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5879                 return 0;
5880
5881         path = btrfs_alloc_path();
5882         if (!path)
5883                 return -ENOMEM;
5884
5885         addr = private->filldir_buf;
5886         path->reada = READA_FORWARD;
5887
5888         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5889         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5890         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5891
5892 again:
5893         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5894         key.offset = ctx->pos;
5895         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5896
5897         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5898                 struct dir_entry *entry;
5899                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5900                 u8 ftype;
5901
5902                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5903                         break;
5904                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5905                         break;
5906                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5907                         continue;
5908                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5909                         continue;
5910                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5911                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5912                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5913                     PAGE_SIZE) {
5914                         btrfs_release_path(path);
5915                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5916                         if (ret)
5917                                 goto nopos;
5918                         addr = private->filldir_buf;
5919                         entries = 0;
5920                         total_len = 0;
5921                         goto again;
5922                 }
5923
5924                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5925                 entry = addr;
5926                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5927                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5928                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5929                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5930                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5931                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5932                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5933                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5934                 entries++;
5935                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5936                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5937         }
5938         /* Catch error encountered during iteration */
5939         if (ret < 0)
5940                 goto err;
5941
5942         btrfs_release_path(path);
5943
5944         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5945         if (ret)
5946                 goto nopos;
5947
5948         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5949         if (ret)
5950                 goto nopos;
5951
5952         /*
5953          * Stop new entries from being returned after we return the last
5954          * entry.
5955          *
5956          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5957          * offset.  This means that new entries created during readdir
5958          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5959          * This has broken buggy programs which operate on names as
5960          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5961          * we have this hack to stop new entries from being returned
5962          * under the assumption that they'll never reach this huge
5963          * offset.
5964          *
5965          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5966          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5967          * in the past.
5968          */
5969         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5970                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5971         else
5972                 ctx->pos = INT_MAX;
5973 nopos:
5974         ret = 0;
5975 err:
5976         if (put)
5977                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5978         btrfs_free_path(path);
5979         return ret;
5980 }
5981
5982 /*
5983  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5984  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5985  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5986  * to keep or drop this code.
5987  */
5988 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
5989 {
5990         struct btrfs_root *root = inode->root;
5991         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5992         struct btrfs_trans_handle *trans;
5993         int ret;
5994
5995         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
5996                 return 0;
5997
5998         trans = btrfs_join_transaction(root);
5999         if (IS_ERR(trans))
6000                 return PTR_ERR(trans);
6001
6002         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6003         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6004                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6005                 btrfs_end_transaction(trans);
6006                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6007                 if (IS_ERR(trans))
6008                         return PTR_ERR(trans);
6009
6010                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6011         }
6012         btrfs_end_transaction(trans);
6013         if (inode->delayed_node)
6014                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6015
6016         return ret;
6017 }
6018
6019 /*
6020  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6021  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6022  */
6023 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6024                              int flags)
6025 {
6026         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6027         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6028
6029         if (btrfs_root_readonly(root))
6030                 return -EROFS;
6031
6032         if (flags & S_VERSION)
6033                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6034         if (flags & S_CTIME)
6035                 inode->i_ctime = *now;
6036         if (flags & S_MTIME)
6037                 inode->i_mtime = *now;
6038         if (flags & S_ATIME)
6039                 inode->i_atime = *now;
6040         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6041 }
6042
6043 /*
6044  * find the highest existing sequence number in a directory
6045  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6046  * free sequence numbers
6047  */
6048 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6049 {
6050         struct btrfs_root *root = inode->root;
6051         struct btrfs_key key, found_key;
6052         struct btrfs_path *path;
6053         struct extent_buffer *leaf;
6054         int ret;
6055
6056         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6057         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6058         key.offset = (u64)-1;
6059
6060         path = btrfs_alloc_path();
6061         if (!path)
6062                 return -ENOMEM;
6063
6064         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6065         if (ret < 0)
6066                 goto out;
6067         /* FIXME: we should be able to handle this */
6068         if (ret == 0)
6069                 goto out;
6070         ret = 0;
6071
6072         if (path->slots[0] == 0) {
6073                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6074                 goto out;
6075         }
6076
6077         path->slots[0]--;
6078
6079         leaf = path->nodes[0];
6080         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6081
6082         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6083             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6084                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6085                 goto out;
6086         }
6087
6088         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6089 out:
6090         btrfs_free_path(path);
6091         return ret;
6092 }
6093
6094 /*
6095  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6096  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6097  */
6098 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6099 {
6100         int ret = 0;
6101
6102         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6103                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6104                 if (ret) {
6105                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6106                         if (ret)
6107                                 return ret;
6108                 }
6109         }
6110
6111         *index = dir->index_cnt;
6112         dir->index_cnt++;
6113
6114         return ret;
6115 }
6116
6117 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6118 {
6119         struct btrfs_iget_args args;
6120
6121         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6122         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6123
6124         return insert_inode_locked4(inode,
6125                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6126                    btrfs_find_actor, &args);
6127 }
6128
6129 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6130                             unsigned int *trans_num_items)
6131 {
6132         struct inode *dir = args->dir;
6133         struct inode *inode = args->inode;
6134         int ret;
6135
6136         if (!args->orphan) {
6137                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6138                                              &args->fname);
6139                 if (ret)
6140                         return ret;
6141         }
6142
6143         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6144         if (ret) {
6145                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6146                 return ret;
6147         }
6148
6149         /* 1 to add inode item */
6150         *trans_num_items = 1;
6151         /* 1 to add compression property */
6152         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6153                 (*trans_num_items)++;
6154         /* 1 to add default ACL xattr */
6155         if (args->default_acl)
6156                 (*trans_num_items)++;
6157         /* 1 to add access ACL xattr */
6158         if (args->acl)
6159                 (*trans_num_items)++;
6160 #ifdef CONFIG_SECURITY
6161         /* 1 to add LSM xattr */
6162         if (dir->i_security)
6163                 (*trans_num_items)++;
6164 #endif
6165         if (args->orphan) {
6166                 /* 1 to add orphan item */
6167                 (*trans_num_items)++;
6168         } else {
6169                 /*
6170                  * 1 to add dir item
6171                  * 1 to add dir index
6172                  * 1 to update parent inode item
6173                  *
6174                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6175                  * inserted in a batch together with the inode item at
6176                  * btrfs_create_new_inode().
6177                  */
6178                 *trans_num_items += 3;
6179         }
6180         return 0;
6181 }
6182
6183 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6184 {
6185         posix_acl_release(args->acl);
6186         posix_acl_release(args->default_acl);
6187         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6188 }
6189
6190 /*
6191  * Inherit flags from the parent inode.
6192  *
6193  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6194  */
6195 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6196 {
6197         unsigned int flags;
6198
6199         flags = dir->flags;
6200
6201         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6202                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6203                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6204         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6205                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6206                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6207         }
6208
6209         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6210                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6211                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6212                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6213         }
6214
6215         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6216 }
6217
6218 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6219                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6220 {
6221         struct inode *dir = args->dir;
6222         struct inode *inode = args->inode;
6223         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6224         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6225         struct btrfs_root *root;
6226         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6227         struct btrfs_key *location;
6228         struct btrfs_path *path;
6229         u64 objectid;
6230         struct btrfs_inode_ref *ref;
6231         struct btrfs_key key[2];
6232         u32 sizes[2];
6233         struct btrfs_item_batch batch;
6234         unsigned long ptr;
6235         int ret;
6236
6237         path = btrfs_alloc_path();
6238         if (!path)
6239                 return -ENOMEM;
6240
6241         if (!args->subvol)
6242                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6243         root = BTRFS_I(inode)->root;
6244
6245         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6246         if (ret)
6247                 goto out;
6248         inode->i_ino = objectid;
6249
6250         if (args->orphan) {
6251                 /*
6252                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6253                  * fill in an inode item with the correct link count.
6254                  */
6255                 set_nlink(inode, 0);
6256         } else {
6257                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6258
6259                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6260                 if (ret)
6261                         goto out;
6262         }
6263         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6264         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6265         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6266         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6267
6268         /*
6269          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6270          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6271          * change it now without compatibility issues.
6272          */
6273         if (!args->subvol)
6274                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6275
6276         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6277                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6278                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6279                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6280                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6281                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6282         }
6283
6284         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6285         location->objectid = objectid;
6286         location->offset = 0;
6287         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6288
6289         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6290         if (ret < 0) {
6291                 if (!args->orphan)
6292                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6293                 goto out;
6294         }
6295
6296         /*
6297          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6298          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6299          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6300          * old info in the log.
6301          */
6302         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6303
6304         key[0].objectid = objectid;
6305         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6306         key[0].offset = 0;
6307
6308         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6309
6310         if (!args->orphan) {
6311                 /*
6312                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6313                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6314                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6315                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6316                  */
6317                 key[1].objectid = objectid;
6318                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6319                 if (args->subvol) {
6320                         key[1].offset = objectid;
6321                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6322                 } else {
6323                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6324                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6325                 }
6326         }
6327
6328         batch.keys = &key[0];
6329         batch.data_sizes = &sizes[0];
6330         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6331         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6332         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6333         if (ret != 0) {
6334                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6335                 goto discard;
6336         }
6337
6338         inode->i_mtime = current_time(inode);
6339         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6340         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6341         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6342
6343         /*
6344          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6345          * must be fully initialized.
6346          */
6347
6348         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6349                                   struct btrfs_inode_item);
6350         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6351                              sizeof(*inode_item));
6352         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6353
6354         if (!args->orphan) {
6355                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6356                                      struct btrfs_inode_ref);
6357                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6358                 if (args->subvol) {
6359                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6360                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6361                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6362                 } else {
6363                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6364                                                      name->len);
6365                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6366                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6367                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6368                                             name->len);
6369                 }
6370         }
6371
6372         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6373         /*
6374          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6375          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6376          * allocating yet another path. So just free our path.
6377          */
6378         btrfs_free_path(path);
6379         path = NULL;
6380
6381         if (args->subvol) {
6382                 struct inode *parent;
6383
6384                 /*
6385                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6386                  * not the directory they were created in.
6387                  */
6388                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6389                                     BTRFS_I(dir)->root);
6390                 if (IS_ERR(parent)) {
6391                         ret = PTR_ERR(parent);
6392                 } else {
6393                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6394                         iput(parent);
6395                 }
6396         } else {
6397                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6398         }
6399         if (ret) {
6400                 btrfs_err(fs_info,
6401                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6402                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6403                           ret);
6404         }
6405
6406         /*
6407          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6408          * probably a bug.
6409          */
6410         if (!args->subvol) {
6411                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6412                 if (ret) {
6413                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6414                         goto discard;
6415                 }
6416         }
6417
6418         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6419
6420         trace_btrfs_inode_new(inode);
6421         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6422
6423         btrfs_update_root_times(trans, root);
6424
6425         if (args->orphan) {
6426                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6427         } else {
6428                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6429                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6430         }
6431         if (ret) {
6432                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6433                 goto discard;
6434         }
6435
6436         return 0;
6437
6438 discard:
6439         /*
6440          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6441          * to the inode.
6442          */
6443         ihold(inode);
6444         discard_new_inode(inode);
6445 out:
6446         btrfs_free_path(path);
6447         return ret;
6448 }
6449
6450 /*
6451  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6452  * a give name and a given sequence number.
6453  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6454  * inode to the parent directory.
6455  */
6456 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6457                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6458                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6459 {
6460         int ret = 0;
6461         struct btrfs_key key;
6462         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6463         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6464         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6465
6466         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6467                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6468         } else {
6469                 key.objectid = ino;
6470                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6471                 key.offset = 0;
6472         }
6473
6474         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6475                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6476                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6477                                          index, name);
6478         } else if (add_backref) {
6479                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6480                                              ino, parent_ino, index);
6481         }
6482
6483         /* Nothing to clean up yet */
6484         if (ret)
6485                 return ret;
6486
6487         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6488                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6489         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6490                 goto fail_dir_item;
6491         else if (ret) {
6492                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6493                 return ret;
6494         }
6495
6496         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6497                            name->len * 2);
6498         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6499         /*
6500          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6501          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6502          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6503          * values (the ones it had when the fsync was done).
6504          */
6505         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6506                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6507
6508                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6509                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6510         }
6511         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6512         if (ret)
6513                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6514         return ret;
6515
6516 fail_dir_item:
6517         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6518                 u64 local_index;
6519                 int err;
6520                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6521                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6522                                          &local_index, name);
6523                 if (err)
6524                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6525         } else if (add_backref) {
6526                 u64 local_index;
6527                 int err;
6528
6529                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6530                                           &local_index);
6531                 if (err)
6532                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6533         }
6534
6535         /* Return the original error code */
6536         return ret;
6537 }
6538
6539 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6540                                struct inode *inode)
6541 {
6542         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6543         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6544         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6545                 .dir = dir,
6546                 .dentry = dentry,
6547                 .inode = inode,
6548         };
6549         unsigned int trans_num_items;
6550         struct btrfs_trans_handle *trans;
6551         int err;
6552
6553         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6554         if (err)
6555                 goto out_inode;
6556
6557         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6558         if (IS_ERR(trans)) {
6559                 err = PTR_ERR(trans);
6560                 goto out_new_inode_args;
6561         }
6562
6563         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6564         if (!err)
6565                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6566
6567         btrfs_end_transaction(trans);
6568         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6569 out_new_inode_args:
6570         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6571 out_inode:
6572         if (err)
6573                 iput(inode);
6574         return err;
6575 }
6576
6577 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6578                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6579 {
6580         struct inode *inode;
6581
6582         inode = new_inode(dir->i_sb);
6583         if (!inode)
6584                 return -ENOMEM;
6585         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6586         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6587         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6588         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6589 }
6590
6591 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6592                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6593 {
6594         struct inode *inode;
6595
6596         inode = new_inode(dir->i_sb);
6597         if (!inode)
6598                 return -ENOMEM;
6599         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6600         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6601         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6602         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6603         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6604 }
6605
6606 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6607                       struct dentry *dentry)
6608 {
6609         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6610         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6611         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6612         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6613         struct fscrypt_name fname;
6614         u64 index;
6615         int err;
6616         int drop_inode = 0;
6617
6618         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6619         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6620                 return -EXDEV;
6621
6622         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6623                 return -EMLINK;
6624
6625         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6626         if (err)
6627                 goto fail;
6628
6629         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6630         if (err)
6631                 goto fail;
6632
6633         /*
6634          * 2 items for inode and inode ref
6635          * 2 items for dir items
6636          * 1 item for parent inode
6637          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6638          */
6639         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6640         if (IS_ERR(trans)) {
6641                 err = PTR_ERR(trans);
6642                 trans = NULL;
6643                 goto fail;
6644         }
6645
6646         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6647         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6648         inc_nlink(inode);
6649         inode_inc_iversion(inode);
6650         inode->i_ctime = current_time(inode);
6651         ihold(inode);
6652         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6653
6654         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6655                              &fname.disk_name, 1, index);
6656
6657         if (err) {
6658                 drop_inode = 1;
6659         } else {
6660                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6661
6662                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6663                 if (err)
6664                         goto fail;
6665                 if (inode->i_nlink == 1) {
6666                         /*
6667                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6668                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6669                          */
6670                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6671                         if (err)
6672                                 goto fail;
6673                 }
6674                 d_instantiate(dentry, inode);
6675                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6676         }
6677
6678 fail:
6679         fscrypt_free_filename(&fname);
6680         if (trans)
6681                 btrfs_end_transaction(trans);
6682         if (drop_inode) {
6683                 inode_dec_link_count(inode);
6684                 iput(inode);
6685         }
6686         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6687         return err;
6688 }
6689
6690 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6691                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6692 {
6693         struct inode *inode;
6694
6695         inode = new_inode(dir->i_sb);
6696         if (!inode)
6697                 return -ENOMEM;
6698         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6699         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6700         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6701         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6702 }
6703
6704 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6705                                       struct page *page,
6706                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6707 {
6708         int ret;
6709         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6710         char *tmp;
6711         size_t max_size;
6712         unsigned long inline_size;
6713         unsigned long ptr;
6714         int compress_type;
6715
6716         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6717         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6718         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6719         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6720         if (!tmp)
6721                 return -ENOMEM;
6722         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6723
6724         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6725
6726         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6727         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6728
6729         /*
6730          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6731          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6732          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6733          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6734          * cover that region here.
6735          */
6736
6737         if (max_size < PAGE_SIZE)
6738                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6739         kfree(tmp);
6740         return ret;
6741 }
6742
6743 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6744                               struct page *page)
6745 {
6746         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6747         void *kaddr;
6748         size_t copy_size;
6749
6750         if (!page || PageUptodate(page))
6751                 return 0;
6752
6753         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6754
6755         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6756                             struct btrfs_file_extent_item);
6757         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6758                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6759
6760         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6761                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6762         kaddr = kmap_local_page(page);
6763         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6764                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6765         kunmap_local(kaddr);
6766         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6767                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6768         return 0;
6769 }
6770
6771 /*
6772  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6773  *
6774  * @inode:      file to search in
6775  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6776  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6777  * @start:      file offset
6778  * @len:        length of range starting at @start
6779  *
6780  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6781  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6782  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6783  *
6784  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6785  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6786  *
6787  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6788  */
6789 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6790                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6791                                     u64 start, u64 len)
6792 {
6793         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6794         int ret = 0;
6795         u64 extent_start = 0;
6796         u64 extent_end = 0;
6797         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6798         int extent_type = -1;
6799         struct btrfs_path *path = NULL;
6800         struct btrfs_root *root = inode->root;
6801         struct btrfs_file_extent_item *item;
6802         struct extent_buffer *leaf;
6803         struct btrfs_key found_key;
6804         struct extent_map *em = NULL;
6805         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6806
6807         read_lock(&em_tree->lock);
6808         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6809         read_unlock(&em_tree->lock);
6810
6811         if (em) {
6812                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6813                         free_extent_map(em);
6814                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6815                         free_extent_map(em);
6816                 else
6817                         goto out;
6818         }
6819         em = alloc_extent_map();
6820         if (!em) {
6821                 ret = -ENOMEM;
6822                 goto out;
6823         }
6824         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6825         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6826         em->len = (u64)-1;
6827         em->block_len = (u64)-1;
6828
6829         path = btrfs_alloc_path();
6830         if (!path) {
6831                 ret = -ENOMEM;
6832                 goto out;
6833         }
6834
6835         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6836         path->reada = READA_FORWARD;
6837
6838         /*
6839          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6840          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6841          * point the commit_root has everything we need.
6842          */
6843         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6844                 path->search_commit_root = 1;
6845                 path->skip_locking = 1;
6846         }
6847
6848         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6849         if (ret < 0) {
6850                 goto out;
6851         } else if (ret > 0) {
6852                 if (path->slots[0] == 0)
6853                         goto not_found;
6854                 path->slots[0]--;
6855                 ret = 0;
6856         }
6857
6858         leaf = path->nodes[0];
6859         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6860                               struct btrfs_file_extent_item);
6861         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6862         if (found_key.objectid != objectid ||
6863             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6864                 /*
6865                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6866                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6867                  * say there is a hole for our whole search range which can
6868                  * cause problems.
6869                  */
6870                 extent_end = start;
6871                 goto next;
6872         }
6873
6874         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6875         extent_start = found_key.offset;
6876         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6877         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6878             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6879                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6880                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6881                         ret = -EUCLEAN;
6882                         btrfs_crit(fs_info,
6883                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6884                                    btrfs_ino(inode));
6885                         goto out;
6886                 }
6887                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6888                                                        extent_start);
6889         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6890                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6891                                                       path->slots[0],
6892                                                       extent_start);
6893         }
6894 next:
6895         if (start >= extent_end) {
6896                 path->slots[0]++;
6897                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6898                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6899                         if (ret < 0)
6900                                 goto out;
6901                         else if (ret > 0)
6902                                 goto not_found;
6903
6904                         leaf = path->nodes[0];
6905                 }
6906                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6907                 if (found_key.objectid != objectid ||
6908                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6909                         goto not_found;
6910                 if (start + len <= found_key.offset)
6911                         goto not_found;
6912                 if (start > found_key.offset)
6913                         goto next;
6914
6915                 /* New extent overlaps with existing one */
6916                 em->start = start;
6917                 em->orig_start = start;
6918                 em->len = found_key.offset - start;
6919                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6920                 goto insert;
6921         }
6922
6923         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6924
6925         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6926             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6927                 goto insert;
6928         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6929                 /*
6930                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6931                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6932                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6933                  */
6934                 ASSERT(pg_offset == 0);
6935                 ASSERT(extent_start == 0);
6936                 ASSERT(em->start == 0);
6937
6938                 /*
6939                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6940                  * initialized em members already.
6941                  *
6942                  * Other members are not utilized for inline extents.
6943                  */
6944                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6945                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6946
6947                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6948                 if (ret < 0)
6949                         goto out;
6950                 goto insert;
6951         }
6952 not_found:
6953         em->start = start;
6954         em->orig_start = start;
6955         em->len = len;
6956         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6957 insert:
6958         ret = 0;
6959         btrfs_release_path(path);
6960         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6961                 btrfs_err(fs_info,
6962                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6963                           em->start, em->len, start, len);
6964                 ret = -EIO;
6965                 goto out;
6966         }
6967
6968         write_lock(&em_tree->lock);
6969         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6970         write_unlock(&em_tree->lock);
6971 out:
6972         btrfs_free_path(path);
6973
6974         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6975
6976         if (ret) {
6977                 free_extent_map(em);
6978                 return ERR_PTR(ret);
6979         }
6980         return em;
6981 }
6982
6983 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6984                                                   const u64 start,
6985                                                   const u64 len,
6986                                                   const u64 orig_start,
6987                                                   const u64 block_start,
6988                                                   const u64 block_len,
6989                                                   const u64 orig_block_len,
6990                                                   const u64 ram_bytes,
6991                                                   const int type)
6992 {
6993         struct extent_map *em = NULL;
6994         int ret;
6995
6996         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6997                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6998                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6999                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7000                                   type);
7001                 if (IS_ERR(em))
7002                         goto out;
7003         }
7004         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, len, len, block_start,
7005                                        block_len, 0,
7006                                        (1 << type) |
7007                                        (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7008                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
7009         if (ret) {
7010                 if (em) {
7011                         free_extent_map(em);
7012                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
7013                                                     start + len - 1, false);
7014                 }
7015                 em = ERR_PTR(ret);
7016         }
7017  out:
7018
7019         return em;
7020 }
7021
7022 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7023                                                   u64 start, u64 len)
7024 {
7025         struct btrfs_root *root = inode->root;
7026         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7027         struct extent_map *em;
7028         struct btrfs_key ins;
7029         u64 alloc_hint;
7030         int ret;
7031
7032         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7033         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7034                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7035         if (ret)
7036                 return ERR_PTR(ret);
7037
7038         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7039                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7040                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7041         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7042         if (IS_ERR(em))
7043                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7044                                            1);
7045
7046         return em;
7047 }
7048
7049 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7050 {
7051         struct btrfs_block_group *block_group;
7052         bool readonly = false;
7053
7054         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7055         if (!block_group || block_group->ro)
7056                 readonly = true;
7057         if (block_group)
7058                 btrfs_put_block_group(block_group);
7059         return readonly;
7060 }
7061
7062 /*
7063  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7064  *
7065  * @offset:     File offset
7066  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7067  *              range
7068  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7069  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7070  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7071  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7072  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7073  *
7074  * Return:
7075  * >0   and update @len if we can do nocow write
7076  *  0   if we can't do nocow write
7077  * <0   if error happened
7078  *
7079  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7080  *       any ordered extents.
7081  */
7082 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7083                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7084                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7085 {
7086         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7087         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7088         struct btrfs_path *path;
7089         int ret;
7090         struct extent_buffer *leaf;
7091         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7092         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7093         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7094         struct btrfs_key key;
7095         int found_type;
7096
7097         path = btrfs_alloc_path();
7098         if (!path)
7099                 return -ENOMEM;
7100         path->nowait = nowait;
7101
7102         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7103                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7104         if (ret < 0)
7105                 goto out;
7106
7107         if (ret == 1) {
7108                 if (path->slots[0] == 0) {
7109                         /* can't find the item, must cow */
7110                         ret = 0;
7111                         goto out;
7112                 }
7113                 path->slots[0]--;
7114         }
7115         ret = 0;
7116         leaf = path->nodes[0];
7117         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7118         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7119             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7120                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7121                 goto out;
7122         }
7123
7124         if (key.offset > offset) {
7125                 /* Wrong offset, must cow */
7126                 goto out;
7127         }
7128
7129         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7130                 goto out;
7131
7132         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7133         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7134         if (ram_bytes)
7135                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7136
7137         nocow_args.start = offset;
7138         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7139         nocow_args.strict = strict;
7140         nocow_args.free_path = true;
7141
7142         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7143         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7144         path = NULL;
7145
7146         if (ret != 1) {
7147                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7148                 ret = 0;
7149                 goto out;
7150         }
7151
7152         ret = 0;
7153         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7154                 goto out;
7155
7156         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7157             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7158                 u64 range_end;
7159
7160                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7161                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7162                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7163                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7164                 if (ret) {
7165                         ret = -EAGAIN;
7166                         goto out;
7167                 }
7168         }
7169
7170         if (orig_start)
7171                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7172         if (orig_block_len)
7173                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7174
7175         *len = nocow_args.num_bytes;
7176         ret = 1;
7177 out:
7178         btrfs_free_path(path);
7179         return ret;
7180 }
7181
7182 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7183                               struct extent_state **cached_state,
7184                               unsigned int iomap_flags)
7185 {
7186         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7187         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7188         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7189         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7190         int ret = 0;
7191
7192         while (1) {
7193                 if (nowait) {
7194                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7195                                              cached_state))
7196                                 return -EAGAIN;
7197                 } else {
7198                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7199                 }
7200                 /*
7201                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7202                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7203                  * extents in this range.
7204                  */
7205                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7206                                                      lockend - lockstart + 1);
7207
7208                 /*
7209                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7210                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7211                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7212                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7213                  * get stale data.
7214                  */
7215                 if (!ordered &&
7216                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7217                                                          lockstart, lockend)))
7218                         break;
7219
7220                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7221
7222                 if (ordered) {
7223                         if (nowait) {
7224                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7225                                 ret = -EAGAIN;
7226                                 break;
7227                         }
7228                         /*
7229                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7230                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7231                          * to complete and retry, because if we do so we can
7232                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7233                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7234                          * than one extent map, if at this point has already
7235                          * created an ordered extent for a previous extent map
7236                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7237                          * concurrent write against that previous extent map's
7238                          * range and this range started (we unlock the ranges
7239                          * in the io tree only when the bios complete and
7240                          * buffered writes always lock pages before attempting
7241                          * to lock range in the io tree).
7242                          */
7243                         if (writing ||
7244                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7245                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7246                         else
7247                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7248                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7249                 } else {
7250                         /*
7251                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7252                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7253                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7254                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7255                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7256                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7257                          * ordered dio extent we created before but did not have
7258                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7259                          * complete), which makes readahead wait for that
7260                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7261                          * that page.
7262                          */
7263                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7264                 }
7265
7266                 if (ret)
7267                         break;
7268
7269                 cond_resched();
7270         }
7271
7272         return ret;
7273 }
7274
7275 /* The callers of this must take lock_extent() */
7276 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7277                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7278                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7279                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7280                                        int type)
7281 {
7282         struct extent_map *em;
7283         int ret;
7284
7285         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7286                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7287                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7288                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7289
7290         em = alloc_extent_map();
7291         if (!em)
7292                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7293
7294         em->start = start;
7295         em->orig_start = orig_start;
7296         em->len = len;
7297         em->block_len = block_len;
7298         em->block_start = block_start;
7299         em->orig_block_len = orig_block_len;
7300         em->ram_bytes = ram_bytes;
7301         em->generation = -1;
7302         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7303         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7304                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7305         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7306                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7307                 em->compress_type = compress_type;
7308         }
7309
7310         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7311         if (ret) {
7312                 free_extent_map(em);
7313                 return ERR_PTR(ret);
7314         }
7315
7316         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7317         return em;
7318 }
7319
7320
7321 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7322                                          struct inode *inode,
7323                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7324                                          u64 start, u64 len,
7325                                          unsigned int iomap_flags)
7326 {
7327         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7328         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7329         struct extent_map *em = *map;
7330         int type;
7331         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7332         struct btrfs_block_group *bg;
7333         bool can_nocow = false;
7334         bool space_reserved = false;
7335         u64 prev_len;
7336         int ret = 0;
7337
7338         /*
7339          * We don't allocate a new extent in the following cases
7340          *
7341          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7342          * existing extent.
7343          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7344          * just use the extent.
7345          *
7346          */
7347         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7348             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7349              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7350                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7351                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7352                 else
7353                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7354                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7355                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7356
7357                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7358                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7359                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7360                         if (bg)
7361                                 can_nocow = true;
7362                 }
7363         }
7364
7365         prev_len = len;
7366         if (can_nocow) {
7367                 struct extent_map *em2;
7368
7369                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7370                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7371                                                       nowait);
7372                 if (ret < 0) {
7373                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7374                         free_extent_map(em);
7375                         *map = NULL;
7376                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7377                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7378                                 ret = -EAGAIN;
7379                         goto out;
7380                 }
7381                 space_reserved = true;
7382
7383                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7384                                               orig_start, block_start,
7385                                               len, orig_block_len,
7386                                               ram_bytes, type);
7387                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7388                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7389                         free_extent_map(em);
7390                         *map = em2;
7391                         em = em2;
7392                 }
7393
7394                 if (IS_ERR(em2)) {
7395                         ret = PTR_ERR(em2);
7396                         goto out;
7397                 }
7398
7399                 dio_data->nocow_done = true;
7400         } else {
7401                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7402                 free_extent_map(em);
7403                 *map = NULL;
7404
7405                 if (nowait)
7406                         return -EAGAIN;
7407
7408                 /*
7409                  * If we could not allocate data space before locking the file
7410                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7411                  */
7412                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7413                         return -ENOSPC;
7414
7415                 /*
7416                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7417                  * so now we reserve only metadata.
7418                  */
7419                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7420                                                       false);
7421                 if (ret < 0)
7422                         goto out;
7423                 space_reserved = true;
7424
7425                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7426                 if (IS_ERR(em)) {
7427                         ret = PTR_ERR(em);
7428                         goto out;
7429                 }
7430                 *map = em;
7431                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7432                 if (len < prev_len)
7433                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7434                                                         prev_len - len, true);
7435         }
7436
7437         /*
7438          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7439          * for an outstanding extent.
7440          */
7441         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7442
7443         /*
7444          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7445          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7446          */
7447         if (start + len > i_size_read(inode))
7448                 i_size_write(inode, start + len);
7449 out:
7450         if (ret && space_reserved) {
7451                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7452                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7453         }
7454         return ret;
7455 }
7456
7457 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7458                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7459                 struct iomap *srcmap)
7460 {
7461         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7462         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7463         struct extent_map *em;
7464         struct extent_state *cached_state = NULL;
7465         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7466         u64 lockstart, lockend;
7467         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7468         int ret = 0;
7469         u64 len = length;
7470         const u64 data_alloc_len = length;
7471         bool unlock_extents = false;
7472
7473         /*
7474          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7475          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7476          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7477          *
7478          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7479          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7480          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7481          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7482          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7483          */
7484         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7485                 return -EAGAIN;
7486
7487         /*
7488          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7489          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7490          */
7491         if (!write)
7492                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7493
7494         lockstart = start;
7495         lockend = start + len - 1;
7496
7497         /*
7498          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7499          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7500          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7501          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7502          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7503          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7504          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7505          *
7506          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7507          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7508          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7509          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7510          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7511          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7512          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7513          * the file range yet.
7514          */
7515         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7516                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7517                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7518                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7519                                                           lockstart, lockend))
7520                                 return -EAGAIN;
7521                 } else {
7522                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7523                                                        start + length - 1);
7524                         if (ret)
7525                                 return ret;
7526                 }
7527         }
7528
7529         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7530
7531         /*
7532          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7533          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7534          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7535          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7536          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7537          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7538          * NOCOW write.
7539          */
7540         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7541                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7542                                                   &dio_data->data_reserved,
7543                                                   start, data_alloc_len, false);
7544                 if (!ret)
7545                         dio_data->data_space_reserved = true;
7546                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7547                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7548                         goto err;
7549         }
7550
7551         /*
7552          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7553          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7554          * NOWAIT read/write and we need to block.
7555          */
7556         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7557         if (ret < 0)
7558                 goto err;
7559
7560         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7561         if (IS_ERR(em)) {
7562                 ret = PTR_ERR(em);
7563                 goto unlock_err;
7564         }
7565
7566         /*
7567          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7568          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7569          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7570          * buffered path.
7571          *
7572          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7573          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7574          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7575          *
7576          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7577          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7578          * the generic code.
7579          */
7580         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7581             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7582                 free_extent_map(em);
7583                 /*
7584                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7585                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7586                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7587                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7588                  * space - this happens if we were able to read some data from
7589                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7590                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7591                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7592                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7593                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7594                  */
7595                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7596                 goto unlock_err;
7597         }
7598
7599         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7600
7601         /*
7602          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7603          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7604          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7605          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7606          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7607          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7608          *
7609          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7610          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7611          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7612          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7613          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7614          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7615          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7616          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7617          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7618          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7619          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7620          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7621          */
7622         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7623                 free_extent_map(em);
7624                 ret = -EAGAIN;
7625                 goto unlock_err;
7626         }
7627
7628         if (write) {
7629                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7630                                                     start, len, flags);
7631                 if (ret < 0)
7632                         goto unlock_err;
7633                 unlock_extents = true;
7634                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7635                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7636                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7637                         u64 release_offset;
7638                         u64 release_len = 0;
7639
7640                         if (dio_data->nocow_done) {
7641                                 release_offset = start;
7642                                 release_len = data_alloc_len;
7643                         } else if (len < data_alloc_len) {
7644                                 release_offset = start + len;
7645                                 release_len = data_alloc_len - len;
7646                         }
7647
7648                         if (release_len > 0)
7649                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7650                                                                dio_data->data_reserved,
7651                                                                release_offset,
7652                                                                release_len);
7653                 }
7654         } else {
7655                 /*
7656                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7657                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7658                  */
7659                 lockstart = start + len;
7660                 if (lockstart < lockend)
7661                         unlock_extents = true;
7662         }
7663
7664         if (unlock_extents)
7665                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7666                               &cached_state);
7667         else
7668                 free_extent_state(cached_state);
7669
7670         /*
7671          * Translate extent map information to iomap.
7672          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7673          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7674          */
7675         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7676             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7677                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7678                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7679         } else {
7680                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7681                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7682         }
7683         iomap->offset = start;
7684         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7685         iomap->length = len;
7686         free_extent_map(em);
7687
7688         return 0;
7689
7690 unlock_err:
7691         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7692                       &cached_state);
7693 err:
7694         if (dio_data->data_space_reserved) {
7695                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7696                                                dio_data->data_reserved,
7697                                                start, data_alloc_len);
7698                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7699         }
7700
7701         return ret;
7702 }
7703
7704 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7705                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7706 {
7707         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7708         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7709         size_t submitted = dio_data->submitted;
7710         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7711         int ret = 0;
7712
7713         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7714                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7715                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7716                               NULL);
7717                 return 0;
7718         }
7719
7720         if (submitted < length) {
7721                 pos += submitted;
7722                 length -= submitted;
7723                 if (write)
7724                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), NULL,
7725                                                        pos, length, false);
7726                 else
7727                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7728                                       pos + length - 1, NULL);
7729                 ret = -ENOTBLK;
7730         }
7731
7732         if (write)
7733                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7734         return ret;
7735 }
7736
7737 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7738 {
7739         struct btrfs_dio_private *dip =
7740                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7741         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7742         struct bio *bio = &bbio->bio;
7743
7744         if (bio->bi_status) {
7745                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7746                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7747                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7748                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7749         }
7750
7751         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
7752                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, dip->file_offset,
7753                                                dip->bytes, !bio->bi_status);
7754         else
7755                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7756                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7757
7758         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7759         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7760 }
7761
7762 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7763                                 loff_t file_offset)
7764 {
7765         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7766         struct btrfs_dio_private *dip =
7767                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7768         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7769
7770         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode), btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7771         bbio->file_offset = file_offset;
7772
7773         dip->file_offset = file_offset;
7774         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7775
7776         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7777         btrfs_submit_bio(bio, 0);
7778 }
7779
7780 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7781         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7782         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7783 };
7784
7785 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7786         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7787         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7788 };
7789
7790 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7791 {
7792         struct btrfs_dio_data data;
7793
7794         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7795                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7796 }
7797
7798 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7799                                   size_t done_before)
7800 {
7801         struct btrfs_dio_data data;
7802
7803         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7804                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7805 }
7806
7807 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7808                         u64 start, u64 len)
7809 {
7810         int     ret;
7811
7812         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7813         if (ret)
7814                 return ret;
7815
7816         /*
7817          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7818          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7819          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7820          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7821          * before the compression is done and writeback is started. A second
7822          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7823          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7824          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7825          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7826          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7827          * if we have delalloc in those ranges.
7828          */
7829         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7830                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7831                 if (ret)
7832                         return ret;
7833         }
7834
7835         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
7836 }
7837
7838 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7839                             struct writeback_control *wbc)
7840 {
7841         return extent_writepages(mapping, wbc);
7842 }
7843
7844 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7845 {
7846         extent_readahead(rac);
7847 }
7848
7849 /*
7850  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7851  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7852  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7853  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7854  * spinlock.
7855  */
7856 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7857 {
7858         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7859         struct btrfs_subpage *subpage;
7860
7861         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
7862                 return;
7863
7864         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
7865         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
7866
7867         /*
7868          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7869          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7870          * still holding the subpage spinlock.
7871          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7872          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7873          * function to clear page writeback.
7874          *
7875          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7876          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7877          */
7878         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7879         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7880 }
7881
7882 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7883 {
7884         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7885
7886         if (ret == 1) {
7887                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7888                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7889         }
7890         return ret;
7891 }
7892
7893 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7894 {
7895         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7896                 return false;
7897         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7898 }
7899
7900 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7901 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7902                              struct folio *dst, struct folio *src,
7903                              enum migrate_mode mode)
7904 {
7905         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7906
7907         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7908                 return ret;
7909
7910         if (folio_test_ordered(src)) {
7911                 folio_clear_ordered(src);
7912                 folio_set_ordered(dst);
7913         }
7914
7915         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
7916 }
7917 #else
7918 #define btrfs_migrate_folio NULL
7919 #endif
7920
7921 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
7922                                  size_t length)
7923 {
7924         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
7925         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7926         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
7927         struct extent_state *cached_state = NULL;
7928         u64 page_start = folio_pos(folio);
7929         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
7930         u64 cur;
7931         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
7932
7933         /*
7934          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
7935          * page, nor bio can be submitted for this folio.
7936          *
7937          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
7938          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
7939          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
7940          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
7941          * on one folio.
7942          *
7943          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
7944          * do double ordered extent accounting on the same folio.
7945          */
7946         folio_wait_writeback(folio);
7947         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7948
7949         /*
7950          * For subpage case, we have call sites like
7951          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
7952          * sectorsize.
7953          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
7954          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
7955          * record subpage dirty bits for other part of the range.
7956          *
7957          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
7958          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
7959          * still safe to wait for ordered extent to finish.
7960          */
7961         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
7962                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7963                 return;
7964         }
7965
7966         if (!inode_evicting)
7967                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
7968
7969         cur = page_start;
7970         while (cur < page_end) {
7971                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7972                 u64 range_end;
7973                 u32 range_len;
7974                 u32 extra_flags = 0;
7975
7976                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
7977                                                            page_end + 1 - cur);
7978                 if (!ordered) {
7979                         range_end = page_end;
7980                         /*
7981                          * No ordered extent covering this range, we are safe
7982                          * to delete all extent states in the range.
7983                          */
7984                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7985                         goto next;
7986                 }
7987                 if (ordered->file_offset > cur) {
7988                         /*
7989                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
7990                          * covered by any ordered extent.
7991                          * We are safe to delete all extent states, and handle
7992                          * the ordered extent in the next iteration.
7993                          */
7994                         range_end = ordered->file_offset - 1;
7995                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7996                         goto next;
7997                 }
7998
7999                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8000                                 page_end);
8001                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8002                 range_len = range_end + 1 - cur;
8003                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
8004                         /*
8005                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8006                          * already been executed for the range.
8007                          * We can't delete the extent states as
8008                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8009                          */
8010                         goto next;
8011                 }
8012                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8013
8014                 /*
8015                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8016                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8017                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8018                  *
8019                  * This will also unlock the range for incoming
8020                  * btrfs_finish_ordered_io().
8021                  */
8022                 if (!inode_evicting)
8023                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8024                                          EXTENT_DELALLOC |
8025                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8026                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8027
8028                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8029                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8030                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8031                                              cur - ordered->file_offset);
8032                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8033
8034                 /*
8035                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8036                  * the extent states of the range, otherwise
8037                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8038                  * other pages, so we can't delete extent states.
8039                  */
8040                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8041                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8042                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8043                         /*
8044                          * The ordered extent has finished, now we're again
8045                          * safe to delete all extent states of the range.
8046                          */
8047                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8048                 }
8049 next:
8050                 if (ordered)
8051                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8052                 /*
8053                  * Qgroup reserved space handler
8054                  * Sector(s) here will be either:
8055                  *
8056                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8057                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8058                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8059                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8060                  *
8061                  * 2) Not written to disk yet
8062                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8063                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8064                  *    reserved data space.
8065                  *    Since the IO will never happen for this page.
8066                  */
8067                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8068                 if (!inode_evicting) {
8069                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8070                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8071                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8072                                  extra_flags, &cached_state);
8073                 }
8074                 cur = range_end + 1;
8075         }
8076         /*
8077          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8078          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8079          * did something wrong.
8080          */
8081         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8082         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8083         if (!inode_evicting)
8084                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8085         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8086 }
8087
8088 /*
8089  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8090  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8091  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8092  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8093  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8094  * support these features.
8095  *
8096  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8097  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8098  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8099  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8100  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8101  * unlock the page.
8102  */
8103 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8104 {
8105         struct page *page = vmf->page;
8106         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8107         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8108         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8109         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8110         struct extent_state *cached_state = NULL;
8111         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8112         unsigned long zero_start;
8113         loff_t size;
8114         vm_fault_t ret;
8115         int ret2;
8116         int reserved = 0;
8117         u64 reserved_space;
8118         u64 page_start;
8119         u64 page_end;
8120         u64 end;
8121
8122         reserved_space = PAGE_SIZE;
8123
8124         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8125         page_start = page_offset(page);
8126         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8127         end = page_end;
8128
8129         /*
8130          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8131          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8132          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8133          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8134          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8135          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8136          */
8137         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8138                                             page_start, reserved_space);
8139         if (!ret2) {
8140                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8141                 reserved = 1;
8142         }
8143         if (ret2) {
8144                 ret = vmf_error(ret2);
8145                 if (reserved)
8146                         goto out;
8147                 goto out_noreserve;
8148         }
8149
8150         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8151 again:
8152         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8153         lock_page(page);
8154         size = i_size_read(inode);
8155
8156         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8157             (page_start >= size)) {
8158                 /* page got truncated out from underneath us */
8159                 goto out_unlock;
8160         }
8161         wait_on_page_writeback(page);
8162
8163         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8164         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8165         if (ret2 < 0) {
8166                 ret = vmf_error(ret2);
8167                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8168                 goto out_unlock;
8169         }
8170
8171         /*
8172          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8173          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8174          */
8175         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8176                         PAGE_SIZE);
8177         if (ordered) {
8178                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8179                 unlock_page(page);
8180                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8181                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8182                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8183                 goto again;
8184         }
8185
8186         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8187                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8188                                           fs_info->sectorsize);
8189                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8190                         end = page_start + reserved_space - 1;
8191                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8192                                         data_reserved, page_start,
8193                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8194                 }
8195         }
8196
8197         /*
8198          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8199          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8200          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8201          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8202          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8203          */
8204         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8205                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8206                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8207
8208         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8209                                         &cached_state);
8210         if (ret2) {
8211                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8212                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8213                 goto out_unlock;
8214         }
8215
8216         /* page is wholly or partially inside EOF */
8217         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8218                 zero_start = offset_in_page(size);
8219         else
8220                 zero_start = PAGE_SIZE;
8221
8222         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8223                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8224
8225         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8226         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8227         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8228
8229         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8230
8231         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8232         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8233
8234         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8235         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8236         extent_changeset_free(data_reserved);
8237         return VM_FAULT_LOCKED;
8238
8239 out_unlock:
8240         unlock_page(page);
8241         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8242 out:
8243         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8244         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8245                                      reserved_space, (ret != 0));
8246 out_noreserve:
8247         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8248         extent_changeset_free(data_reserved);
8249         return ret;
8250 }
8251
8252 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8253 {
8254         struct btrfs_truncate_control control = {
8255                 .inode = inode,
8256                 .ino = btrfs_ino(inode),
8257                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8258                 .clear_extent_range = true,
8259         };
8260         struct btrfs_root *root = inode->root;
8261         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8262         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8263         int ret;
8264         struct btrfs_trans_handle *trans;
8265         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8266         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8267
8268         if (!skip_writeback) {
8269                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8270                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8271                                                (u64)-1);
8272                 if (ret)
8273                         return ret;
8274         }
8275
8276         /*
8277          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8278          * things going on here:
8279          *
8280          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8281          *
8282          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8283          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8284          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8285          * very much snapshotting).
8286          *
8287          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8288          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8289          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8290          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8291          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8292          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8293          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8294          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8295          * done separately as well.
8296          *
8297          * So that leaves us with
8298          *
8299          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8300          * transaction reservation.
8301          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8302          * updating the inode.
8303          */
8304         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8305         if (!rsv)
8306                 return -ENOMEM;
8307         rsv->size = min_size;
8308         rsv->failfast = true;
8309
8310         /*
8311          * 1 for the truncate slack space
8312          * 1 for updating the inode.
8313          */
8314         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8315         if (IS_ERR(trans)) {
8316                 ret = PTR_ERR(trans);
8317                 goto out;
8318         }
8319
8320         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8321         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8322                                       min_size, false);
8323         BUG_ON(ret);
8324
8325         trans->block_rsv = rsv;
8326
8327         while (1) {
8328                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8329                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8330                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8331
8332                 control.new_size = new_size;
8333                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8334                 /*
8335                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8336                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8337                  * block of the extent just the way it is.
8338                  */
8339                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8340                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8341                                             (u64)-1, false);
8342
8343                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8344
8345                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8346                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8347
8348                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8349
8350                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8351                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8352                         break;
8353
8354                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8355                 if (ret)
8356                         break;
8357
8358                 btrfs_end_transaction(trans);
8359                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8360
8361                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8362                 if (IS_ERR(trans)) {
8363                         ret = PTR_ERR(trans);
8364                         trans = NULL;
8365                         break;
8366                 }
8367
8368                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8369                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8370                                               rsv, min_size, false);
8371                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8372                 trans->block_rsv = rsv;
8373         }
8374
8375         /*
8376          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8377          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8378          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8379          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8380          */
8381         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8382                 btrfs_end_transaction(trans);
8383                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8384
8385                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8386                 if (ret)
8387                         goto out;
8388                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8389                 if (IS_ERR(trans)) {
8390                         ret = PTR_ERR(trans);
8391                         goto out;
8392                 }
8393                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8394         }
8395
8396         if (trans) {
8397                 int ret2;
8398
8399                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8400                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8401                 if (ret2 && !ret)
8402                         ret = ret2;
8403
8404                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8405                 if (ret2 && !ret)
8406                         ret = ret2;
8407                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8408         }
8409 out:
8410         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8411         /*
8412          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8413          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8414          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8415          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8416          * safe.
8417          *
8418          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8419          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8420          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8421          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8422          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8423          * extents beyond i_size to drop.
8424          */
8425         if (control.extents_found > 0)
8426                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8427
8428         return ret;
8429 }
8430
8431 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8432                                      struct inode *dir)
8433 {
8434         struct inode *inode;
8435
8436         inode = new_inode(dir->i_sb);
8437         if (inode) {
8438                 /*
8439                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8440                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8441                  */
8442                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8443                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8444                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8445                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8446         }
8447         return inode;
8448 }
8449
8450 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8451 {
8452         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8453         struct btrfs_inode *ei;
8454         struct inode *inode;
8455
8456         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8457         if (!ei)
8458                 return NULL;
8459
8460         ei->root = NULL;
8461         ei->generation = 0;
8462         ei->last_trans = 0;
8463         ei->last_sub_trans = 0;
8464         ei->logged_trans = 0;
8465         ei->delalloc_bytes = 0;
8466         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8467         ei->defrag_bytes = 0;
8468         ei->disk_i_size = 0;
8469         ei->flags = 0;
8470         ei->ro_flags = 0;
8471         ei->csum_bytes = 0;
8472         ei->index_cnt = (u64)-1;
8473         ei->dir_index = 0;
8474         ei->last_unlink_trans = 0;
8475         ei->last_reflink_trans = 0;
8476         ei->last_log_commit = 0;
8477
8478         spin_lock_init(&ei->lock);
8479         ei->outstanding_extents = 0;
8480         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8481                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8482                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8483         ei->runtime_flags = 0;
8484         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8485         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8486
8487         ei->delayed_node = NULL;
8488
8489         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8490         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8491
8492         inode = &ei->vfs_inode;
8493         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8494         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8495         ei->io_tree.inode = ei;
8496         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8497                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8498         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8499         mutex_init(&ei->log_mutex);
8500         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8501         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8502         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8503         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8504         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8505
8506         return inode;
8507 }
8508
8509 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8510 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8511 {
8512         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8513         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8514 }
8515 #endif
8516
8517 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8518 {
8519         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8520 }
8521
8522 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8523 {
8524         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8525         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8526         struct btrfs_root *root = inode->root;
8527         bool freespace_inode;
8528
8529         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8530         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8531         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8532         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8533         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8534         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8535                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8536                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8537         }
8538         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8539         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8540
8541         /*
8542          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8543          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8544          * created.
8545          */
8546         if (!root)
8547                 return;
8548
8549         /*
8550          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8551          * map.
8552          */
8553         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8554
8555         while (1) {
8556                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8557                 if (!ordered)
8558                         break;
8559                 else {
8560                         btrfs_err(root->fs_info,
8561                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8562                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8563
8564                         if (!freespace_inode)
8565                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8566
8567                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8568                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8569                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8570                 }
8571         }
8572         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8573         inode_tree_del(inode);
8574         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8575         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8576         btrfs_put_root(inode->root);
8577 }
8578
8579 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8580 {
8581         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8582
8583         if (root == NULL)
8584                 return 1;
8585
8586         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8587         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8588                 return 1;
8589         else
8590                 return generic_drop_inode(inode);
8591 }
8592
8593 static void init_once(void *foo)
8594 {
8595         struct btrfs_inode *ei = foo;
8596
8597         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8598 }
8599
8600 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8601 {
8602         /*
8603          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8604          * destroy cache.
8605          */
8606         rcu_barrier();
8607         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8608         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8609 }
8610
8611 int __init btrfs_init_cachep(void)
8612 {
8613         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8614                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8615                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8616                         init_once);
8617         if (!btrfs_inode_cachep)
8618                 goto fail;
8619
8620         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8621                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8622                         BIOSET_NEED_BVECS))
8623                 goto fail;
8624
8625         return 0;
8626 fail:
8627         btrfs_destroy_cachep();
8628         return -ENOMEM;
8629 }
8630
8631 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8632                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8633                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8634 {
8635         u64 delalloc_bytes;
8636         u64 inode_bytes;
8637         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8638         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8639         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8640         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8641
8642         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8643         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8644         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8645         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8646                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8647         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8648                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8649         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8650                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8651         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8652                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8653         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8654                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8655
8656         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8657                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8658                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8659                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8660
8661         generic_fillattr(idmap, inode, stat);
8662         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8663
8664         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8665         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8666         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8667         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8668         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8669                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
8670         return 0;
8671 }
8672
8673 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8674                               struct dentry *old_dentry,
8675                               struct inode *new_dir,
8676                               struct dentry *new_dentry)
8677 {
8678         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8679         struct btrfs_trans_handle *trans;
8680         unsigned int trans_num_items;
8681         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8682         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8683         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8684         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8685         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
8686         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8687         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8688         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8689         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8690         u64 old_idx = 0;
8691         u64 new_idx = 0;
8692         int ret;
8693         int ret2;
8694         bool need_abort = false;
8695         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8696         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8697
8698         /*
8699          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8700          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8701          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8702          */
8703         if (root != dest &&
8704             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8705              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8706                 return -EXDEV;
8707
8708         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8709         if (ret)
8710                 return ret;
8711
8712         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8713         if (ret) {
8714                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8715                 return ret;
8716         }
8717
8718         old_name = &old_fname.disk_name;
8719         new_name = &new_fname.disk_name;
8720
8721         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8722         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8723             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8724                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8725
8726         /*
8727          * For each inode:
8728          * 1 to remove old dir item
8729          * 1 to remove old dir index
8730          * 1 to add new dir item
8731          * 1 to add new dir index
8732          * 1 to update parent inode
8733          *
8734          * If the parents are the same, we only need to account for one
8735          */
8736         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8737         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8738                 /*
8739                  * 1 to remove old root ref
8740                  * 1 to remove old root backref
8741                  * 1 to add new root ref
8742                  * 1 to add new root backref
8743                  */
8744                 trans_num_items += 4;
8745         } else {
8746                 /*
8747                  * 1 to update inode item
8748                  * 1 to remove old inode ref
8749                  * 1 to add new inode ref
8750                  */
8751                 trans_num_items += 3;
8752         }
8753         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8754                 trans_num_items += 4;
8755         else
8756                 trans_num_items += 3;
8757         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8758         if (IS_ERR(trans)) {
8759                 ret = PTR_ERR(trans);
8760                 goto out_notrans;
8761         }
8762
8763         if (dest != root) {
8764                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8765                 if (ret)
8766                         goto out_fail;
8767         }
8768
8769         /*
8770          * We need to find a free sequence number both in the source and
8771          * in the destination directory for the exchange.
8772          */
8773         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8774         if (ret)
8775                 goto out_fail;
8776         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8777         if (ret)
8778                 goto out_fail;
8779
8780         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8781         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8782
8783         /* Reference for the source. */
8784         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8785                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8786                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8787         } else {
8788                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8789                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8790                                              old_idx);
8791                 if (ret)
8792                         goto out_fail;
8793                 need_abort = true;
8794         }
8795
8796         /* And now for the dest. */
8797         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8798                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8799                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8800         } else {
8801                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8802                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8803                                              new_idx);
8804                 if (ret) {
8805                         if (need_abort)
8806                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8807                         goto out_fail;
8808                 }
8809         }
8810
8811         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8812         inode_inc_iversion(old_dir);
8813         inode_inc_iversion(new_dir);
8814         inode_inc_iversion(old_inode);
8815         inode_inc_iversion(new_inode);
8816         old_dir->i_mtime = ctime;
8817         old_dir->i_ctime = ctime;
8818         new_dir->i_mtime = ctime;
8819         new_dir->i_ctime = ctime;
8820         old_inode->i_ctime = ctime;
8821         new_inode->i_ctime = ctime;
8822
8823         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8824                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8825                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
8826                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8827                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
8828         }
8829
8830         /* src is a subvolume */
8831         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8832                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8833         } else { /* src is an inode */
8834                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8835                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8836                                            old_name, &old_rename_ctx);
8837                 if (!ret)
8838                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
8839         }
8840         if (ret) {
8841                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8842                 goto out_fail;
8843         }
8844
8845         /* dest is a subvolume */
8846         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8847                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8848         } else { /* dest is an inode */
8849                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8850                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8851                                            new_name, &new_rename_ctx);
8852                 if (!ret)
8853                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
8854         }
8855         if (ret) {
8856                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8857                 goto out_fail;
8858         }
8859
8860         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8861                              new_name, 0, old_idx);
8862         if (ret) {
8863                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8864                 goto out_fail;
8865         }
8866
8867         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8868                              old_name, 0, new_idx);
8869         if (ret) {
8870                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8871                 goto out_fail;
8872         }
8873
8874         if (old_inode->i_nlink == 1)
8875                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8876         if (new_inode->i_nlink == 1)
8877                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8878
8879         /*
8880          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8881          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8882          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8883          * are part of this rename operation were logged before.
8884          */
8885         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8886                 btrfs_pin_log_trans(root);
8887         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8888                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8889
8890         /* Do the log updates for all inodes. */
8891         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8892                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8893                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8894         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8895                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8896                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8897
8898         /* Now unpin the logs. */
8899         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8900                 btrfs_end_log_trans(root);
8901         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8902                 btrfs_end_log_trans(dest);
8903 out_fail:
8904         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8905         ret = ret ? ret : ret2;
8906 out_notrans:
8907         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8908             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8909                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8910
8911         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8912         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8913         return ret;
8914 }
8915
8916 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8917                                         struct inode *dir)
8918 {
8919         struct inode *inode;
8920
8921         inode = new_inode(dir->i_sb);
8922         if (inode) {
8923                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8924                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8925                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8926                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8927         }
8928         return inode;
8929 }
8930
8931 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8932                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8933                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8934                         unsigned int flags)
8935 {
8936         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8937         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8938                 .dir = old_dir,
8939                 .dentry = old_dentry,
8940         };
8941         struct btrfs_trans_handle *trans;
8942         unsigned int trans_num_items;
8943         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8944         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8945         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8946         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8947         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8948         u64 index = 0;
8949         int ret;
8950         int ret2;
8951         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8952         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8953
8954         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8955                 return -EPERM;
8956
8957         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8958         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8959                 return -EXDEV;
8960
8961         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8962             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8963                 return -ENOTEMPTY;
8964
8965         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8966             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8967                 return -ENOTEMPTY;
8968
8969         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8970         if (ret)
8971                 return ret;
8972
8973         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8974         if (ret) {
8975                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8976                 return ret;
8977         }
8978
8979         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8980         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8981         if (ret) {
8982                 if (ret == -EEXIST) {
8983                         /* we shouldn't get
8984                          * eexist without a new_inode */
8985                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8986                                 goto out_fscrypt_names;
8987                         }
8988                 } else {
8989                         /* maybe -EOVERFLOW */
8990                         goto out_fscrypt_names;
8991                 }
8992         }
8993         ret = 0;
8994
8995         /*
8996          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
8997          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
8998          */
8999         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9000                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9001
9002         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9003                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
9004                 if (!whiteout_args.inode) {
9005                         ret = -ENOMEM;
9006                         goto out_fscrypt_names;
9007                 }
9008                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9009                 if (ret)
9010                         goto out_whiteout_inode;
9011         } else {
9012                 /* 1 to update the old parent inode. */
9013                 trans_num_items = 1;
9014         }
9015
9016         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9017                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9018                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9019                 /*
9020                  * 1 to remove old root ref
9021                  * 1 to remove old root backref
9022                  * 1 to add new root ref
9023                  * 1 to add new root backref
9024                  */
9025                 trans_num_items += 4;
9026         } else {
9027                 /*
9028                  * 1 to update inode
9029                  * 1 to remove old inode ref
9030                  * 1 to add new inode ref
9031                  */
9032                 trans_num_items += 3;
9033         }
9034         /*
9035          * 1 to remove old dir item
9036          * 1 to remove old dir index
9037          * 1 to add new dir item
9038          * 1 to add new dir index
9039          */
9040         trans_num_items += 4;
9041         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9042         if (new_dir != old_dir)
9043                 trans_num_items++;
9044         if (new_inode) {
9045                 /*
9046                  * 1 to update inode
9047                  * 1 to remove inode ref
9048                  * 1 to remove dir item
9049                  * 1 to remove dir index
9050                  * 1 to possibly add orphan item
9051                  */
9052                 trans_num_items += 5;
9053         }
9054         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9055         if (IS_ERR(trans)) {
9056                 ret = PTR_ERR(trans);
9057                 goto out_notrans;
9058         }
9059
9060         if (dest != root) {
9061                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9062                 if (ret)
9063                         goto out_fail;
9064         }
9065
9066         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9067         if (ret)
9068                 goto out_fail;
9069
9070         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9071         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9072                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9073                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9074         } else {
9075                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9076                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9077                                              index);
9078                 if (ret)
9079                         goto out_fail;
9080         }
9081
9082         inode_inc_iversion(old_dir);
9083         inode_inc_iversion(new_dir);
9084         inode_inc_iversion(old_inode);
9085         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9086         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9087         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9088         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9089         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9090
9091         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9092                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9093                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9094
9095         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9096                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9097         } else {
9098                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9099                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9100                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9101                 if (!ret)
9102                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9103         }
9104         if (ret) {
9105                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9106                 goto out_fail;
9107         }
9108
9109         if (new_inode) {
9110                 inode_inc_iversion(new_inode);
9111                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9112                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9113                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9114                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9115                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9116                 } else {
9117                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9118                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9119                                                  &new_fname.disk_name);
9120                 }
9121                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9122                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9123                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9124                 if (ret) {
9125                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9126                         goto out_fail;
9127                 }
9128         }
9129
9130         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9131                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9132         if (ret) {
9133                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9134                 goto out_fail;
9135         }
9136
9137         if (old_inode->i_nlink == 1)
9138                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9139
9140         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9141                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9142                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9143
9144         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9145                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9146                 if (ret) {
9147                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9148                         goto out_fail;
9149                 } else {
9150                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9151                         iput(whiteout_args.inode);
9152                         whiteout_args.inode = NULL;
9153                 }
9154         }
9155 out_fail:
9156         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9157         ret = ret ? ret : ret2;
9158 out_notrans:
9159         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9160                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9161         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9162                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9163 out_whiteout_inode:
9164         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9165                 iput(whiteout_args.inode);
9166 out_fscrypt_names:
9167         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9168         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9169         return ret;
9170 }
9171
9172 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9173                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9174                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9175 {
9176         int ret;
9177
9178         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9179                 return -EINVAL;
9180
9181         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9182                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9183                                             new_dentry);
9184         else
9185                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9186                                    new_dentry, flags);
9187
9188         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9189
9190         return ret;
9191 }
9192
9193 struct btrfs_delalloc_work {
9194         struct inode *inode;
9195         struct completion completion;
9196         struct list_head list;
9197         struct btrfs_work work;
9198 };
9199
9200 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9201 {
9202         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9203         struct inode *inode;
9204
9205         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9206                                      work);
9207         inode = delalloc_work->inode;
9208         filemap_flush(inode->i_mapping);
9209         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9210                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9211                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9212
9213         iput(inode);
9214         complete(&delalloc_work->completion);
9215 }
9216
9217 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9218 {
9219         struct btrfs_delalloc_work *work;
9220
9221         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9222         if (!work)
9223                 return NULL;
9224
9225         init_completion(&work->completion);
9226         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9227         work->inode = inode;
9228         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9229
9230         return work;
9231 }
9232
9233 /*
9234  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9235  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9236  */
9237 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9238                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9239                                  bool in_reclaim_context)
9240 {
9241         struct btrfs_inode *binode;
9242         struct inode *inode;
9243         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9244         struct list_head works;
9245         struct list_head splice;
9246         int ret = 0;
9247         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9248
9249         INIT_LIST_HEAD(&works);
9250         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9251
9252         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9253         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9254         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9255         while (!list_empty(&splice)) {
9256                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9257                                     delalloc_inodes);
9258
9259                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9260                                &root->delalloc_inodes);
9261
9262                 if (in_reclaim_context &&
9263                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9264                         continue;
9265
9266                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9267                 if (!inode) {
9268                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9269                         continue;
9270                 }
9271                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9272
9273                 if (snapshot)
9274                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9275                                 &binode->runtime_flags);
9276                 if (full_flush) {
9277                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9278                         if (!work) {
9279                                 iput(inode);
9280                                 ret = -ENOMEM;
9281                                 goto out;
9282                         }
9283                         list_add_tail(&work->list, &works);
9284                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9285                                          &work->work);
9286                 } else {
9287                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9288                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9289                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9290                                 goto out;
9291                 }
9292                 cond_resched();
9293                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9294         }
9295         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9296
9297 out:
9298         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9299                 list_del_init(&work->list);
9300                 wait_for_completion(&work->completion);
9301                 kfree(work);
9302         }
9303
9304         if (!list_empty(&splice)) {
9305                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9306                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9307                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9308         }
9309         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9310         return ret;
9311 }
9312
9313 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9314 {
9315         struct writeback_control wbc = {
9316                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9317                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9318                 .range_start = 0,
9319                 .range_end = LLONG_MAX,
9320         };
9321         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9322
9323         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9324                 return -EROFS;
9325
9326         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9327 }
9328
9329 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9330                                bool in_reclaim_context)
9331 {
9332         struct writeback_control wbc = {
9333                 .nr_to_write = nr,
9334                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9335                 .range_start = 0,
9336                 .range_end = LLONG_MAX,
9337         };
9338         struct btrfs_root *root;
9339         struct list_head splice;
9340         int ret;
9341
9342         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9343                 return -EROFS;
9344
9345         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9346
9347         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9348         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9349         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9350         while (!list_empty(&splice)) {
9351                 /*
9352                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9353                  * flush.
9354                  */
9355                 if (nr == LONG_MAX)
9356                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9357
9358                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9359                                         delalloc_root);
9360                 root = btrfs_grab_root(root);
9361                 BUG_ON(!root);
9362                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9363                                &fs_info->delalloc_roots);
9364                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9365
9366                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9367                 btrfs_put_root(root);
9368                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9369                         goto out;
9370                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9371         }
9372         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9373
9374         ret = 0;
9375 out:
9376         if (!list_empty(&splice)) {
9377                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9378                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9379                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9380         }
9381         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9382         return ret;
9383 }
9384
9385 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9386                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9387 {
9388         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9389         struct btrfs_trans_handle *trans;
9390         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9391         struct btrfs_path *path;
9392         struct btrfs_key key;
9393         struct inode *inode;
9394         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9395                 .dir = dir,
9396                 .dentry = dentry,
9397         };
9398         unsigned int trans_num_items;
9399         int err;
9400         int name_len;
9401         int datasize;
9402         unsigned long ptr;
9403         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9404         struct extent_buffer *leaf;
9405
9406         name_len = strlen(symname);
9407         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9408                 return -ENAMETOOLONG;
9409
9410         inode = new_inode(dir->i_sb);
9411         if (!inode)
9412                 return -ENOMEM;
9413         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9414         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9415         inode_nohighmem(inode);
9416         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9417         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9418         inode_set_bytes(inode, name_len);
9419
9420         new_inode_args.inode = inode;
9421         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9422         if (err)
9423                 goto out_inode;
9424         /* 1 additional item for the inline extent */
9425         trans_num_items++;
9426
9427         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9428         if (IS_ERR(trans)) {
9429                 err = PTR_ERR(trans);
9430                 goto out_new_inode_args;
9431         }
9432
9433         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9434         if (err)
9435                 goto out;
9436
9437         path = btrfs_alloc_path();
9438         if (!path) {
9439                 err = -ENOMEM;
9440                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9441                 discard_new_inode(inode);
9442                 inode = NULL;
9443                 goto out;
9444         }
9445         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9446         key.offset = 0;
9447         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9448         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9449         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9450                                       datasize);
9451         if (err) {
9452                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9453                 btrfs_free_path(path);
9454                 discard_new_inode(inode);
9455                 inode = NULL;
9456                 goto out;
9457         }
9458         leaf = path->nodes[0];
9459         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9460                             struct btrfs_file_extent_item);
9461         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9462         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9463                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9464         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9465         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9466         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9467         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9468
9469         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9470         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9471         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9472         btrfs_free_path(path);
9473
9474         d_instantiate_new(dentry, inode);
9475         err = 0;
9476 out:
9477         btrfs_end_transaction(trans);
9478         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9479 out_new_inode_args:
9480         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9481 out_inode:
9482         if (err)
9483                 iput(inode);
9484         return err;
9485 }
9486
9487 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9488                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9489                                        struct btrfs_inode *inode,
9490                                        struct btrfs_key *ins,
9491                                        u64 file_offset)
9492 {
9493         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9494         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9495         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9496         struct btrfs_path *path;
9497         u64 start = ins->objectid;
9498         u64 len = ins->offset;
9499         int qgroup_released;
9500         int ret;
9501
9502         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9503
9504         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9505         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9506         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9507         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9508         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9509         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9510         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9511
9512         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9513         if (qgroup_released < 0)
9514                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9515
9516         if (trans) {
9517                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9518                                                   file_offset, &stack_fi,
9519                                                   true, qgroup_released);
9520                 if (ret)
9521                         goto free_qgroup;
9522                 return trans;
9523         }
9524
9525         extent_info.disk_offset = start;
9526         extent_info.disk_len = len;
9527         extent_info.data_offset = 0;
9528         extent_info.data_len = len;
9529         extent_info.file_offset = file_offset;
9530         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9531         extent_info.is_new_extent = true;
9532         extent_info.update_times = true;
9533         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9534         extent_info.insertions = 0;
9535
9536         path = btrfs_alloc_path();
9537         if (!path) {
9538                 ret = -ENOMEM;
9539                 goto free_qgroup;
9540         }
9541
9542         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9543                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9544                                      &trans);
9545         btrfs_free_path(path);
9546         if (ret)
9547                 goto free_qgroup;
9548         return trans;
9549
9550 free_qgroup:
9551         /*
9552          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9553          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9554          * transaction.
9555          * But if we error out early, we have to free what we have released
9556          * or we leak qgroup data reservation.
9557          */
9558         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9559                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9560                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9561         return ERR_PTR(ret);
9562 }
9563
9564 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9565                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9566                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9567                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9568 {
9569         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9570         struct extent_map *em;
9571         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9572         struct btrfs_key ins;
9573         u64 cur_offset = start;
9574         u64 clear_offset = start;
9575         u64 i_size;
9576         u64 cur_bytes;
9577         u64 last_alloc = (u64)-1;
9578         int ret = 0;
9579         bool own_trans = true;
9580         u64 end = start + num_bytes - 1;
9581
9582         if (trans)
9583                 own_trans = false;
9584         while (num_bytes > 0) {
9585                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9586                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9587                 /*
9588                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9589                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9590                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9591                  * sized chunks.
9592                  */
9593                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9594                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9595                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9596                 if (ret)
9597                         break;
9598
9599                 /*
9600                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9601                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9602                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9603                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9604                  * clear_offset by our extent size.
9605                  */
9606                 clear_offset += ins.offset;
9607
9608                 last_alloc = ins.offset;
9609                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9610                                                     &ins, cur_offset);
9611                 /*
9612                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9613                  * decrement the number of reservations in the block group.
9614                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9615                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9616                  */
9617                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9618                 if (IS_ERR(trans)) {
9619                         ret = PTR_ERR(trans);
9620                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9621                                                    ins.offset, 0);
9622                         break;
9623                 }
9624
9625                 em = alloc_extent_map();
9626                 if (!em) {
9627                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9628                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9629                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9630                         goto next;
9631                 }
9632
9633                 em->start = cur_offset;
9634                 em->orig_start = cur_offset;
9635                 em->len = ins.offset;
9636                 em->block_start = ins.objectid;
9637                 em->block_len = ins.offset;
9638                 em->orig_block_len = ins.offset;
9639                 em->ram_bytes = ins.offset;
9640                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9641                 em->generation = trans->transid;
9642
9643                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9644                 free_extent_map(em);
9645 next:
9646                 num_bytes -= ins.offset;
9647                 cur_offset += ins.offset;
9648                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9649
9650                 inode_inc_iversion(inode);
9651                 inode->i_ctime = current_time(inode);
9652                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9653                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9654                     (actual_len > inode->i_size) &&
9655                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9656                         if (cur_offset > actual_len)
9657                                 i_size = actual_len;
9658                         else
9659                                 i_size = cur_offset;
9660                         i_size_write(inode, i_size);
9661                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9662                 }
9663
9664                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9665
9666                 if (ret) {
9667                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9668                         if (own_trans)
9669                                 btrfs_end_transaction(trans);
9670                         break;
9671                 }
9672
9673                 if (own_trans) {
9674                         btrfs_end_transaction(trans);
9675                         trans = NULL;
9676                 }
9677         }
9678         if (clear_offset < end)
9679                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9680                         end - clear_offset + 1);
9681         return ret;
9682 }
9683
9684 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9685                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9686                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9687 {
9688         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9689                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9690                                            NULL);
9691 }
9692
9693 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9694                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9695                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9696                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9697 {
9698         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9699                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9700 }
9701
9702 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9703                             struct inode *inode, int mask)
9704 {
9705         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9706         umode_t mode = inode->i_mode;
9707
9708         if (mask & MAY_WRITE &&
9709             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9710                 if (btrfs_root_readonly(root))
9711                         return -EROFS;
9712                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9713                         return -EACCES;
9714         }
9715         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9716 }
9717
9718 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9719                          struct file *file, umode_t mode)
9720 {
9721         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9722         struct btrfs_trans_handle *trans;
9723         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9724         struct inode *inode;
9725         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9726                 .dir = dir,
9727                 .dentry = file->f_path.dentry,
9728                 .orphan = true,
9729         };
9730         unsigned int trans_num_items;
9731         int ret;
9732
9733         inode = new_inode(dir->i_sb);
9734         if (!inode)
9735                 return -ENOMEM;
9736         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9737         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9738         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9739         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9740
9741         new_inode_args.inode = inode;
9742         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9743         if (ret)
9744                 goto out_inode;
9745
9746         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9747         if (IS_ERR(trans)) {
9748                 ret = PTR_ERR(trans);
9749                 goto out_new_inode_args;
9750         }
9751
9752         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9753
9754         /*
9755          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9756          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9757          * 0, through:
9758          *
9759          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9760          */
9761         set_nlink(inode, 1);
9762
9763         if (!ret) {
9764                 d_tmpfile(file, inode);
9765                 unlock_new_inode(inode);
9766                 mark_inode_dirty(inode);
9767         }
9768
9769         btrfs_end_transaction(trans);
9770         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9771 out_new_inode_args:
9772         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9773 out_inode:
9774         if (ret)
9775                 iput(inode);
9776         return finish_open_simple(file, ret);
9777 }
9778
9779 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9780 {
9781         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9782         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9783         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9784         struct page *page;
9785         u32 len;
9786
9787         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9788         len = end + 1 - start;
9789         while (index <= end_index) {
9790                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9791                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9792
9793                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
9794                 put_page(page);
9795                 index++;
9796         }
9797 }
9798
9799 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9800                                              int compress_type)
9801 {
9802         switch (compress_type) {
9803         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9804                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9805         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9806                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9807         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9808                 /*
9809                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9810                  * sector size that we support.
9811                  */
9812                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9813                         return -EINVAL;
9814                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9815                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9816         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9817                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9818         default:
9819                 return -EUCLEAN;
9820         }
9821 }
9822
9823 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9824                                 struct kiocb *iocb,
9825                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9826                                 u64 lockend,
9827                                 struct extent_state **cached_state,
9828                                 u64 extent_start, size_t count,
9829                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9830                                 bool *unlocked)
9831 {
9832         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9833         struct btrfs_root *root = inode->root;
9834         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9835         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9836         struct btrfs_path *path;
9837         struct extent_buffer *leaf;
9838         struct btrfs_file_extent_item *item;
9839         u64 ram_bytes;
9840         unsigned long ptr;
9841         void *tmp;
9842         ssize_t ret;
9843
9844         path = btrfs_alloc_path();
9845         if (!path) {
9846                 ret = -ENOMEM;
9847                 goto out;
9848         }
9849         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9850                                        extent_start, 0);
9851         if (ret) {
9852                 if (ret > 0) {
9853                         /* The extent item disappeared? */
9854                         ret = -EIO;
9855                 }
9856                 goto out;
9857         }
9858         leaf = path->nodes[0];
9859         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9860
9861         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9862         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9863
9864         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9865                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9866         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9867                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9868         if (ret < 0)
9869                 goto out;
9870         encoded->compression = ret;
9871         if (encoded->compression) {
9872                 size_t inline_size;
9873
9874                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9875                                                                 path->slots[0]);
9876                 if (inline_size > count) {
9877                         ret = -ENOBUFS;
9878                         goto out;
9879                 }
9880                 count = inline_size;
9881                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9882                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9883         } else {
9884                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9885                 encoded->len = count;
9886                 encoded->unencoded_len = count;
9887                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9888         }
9889
9890         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9891         if (!tmp) {
9892                 ret = -ENOMEM;
9893                 goto out;
9894         }
9895         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9896         btrfs_release_path(path);
9897         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9898         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9899         *unlocked = true;
9900
9901         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9902         if (ret != count)
9903                 ret = -EFAULT;
9904         kfree(tmp);
9905 out:
9906         btrfs_free_path(path);
9907         return ret;
9908 }
9909
9910 struct btrfs_encoded_read_private {
9911         struct btrfs_inode *inode;
9912         u64 file_offset;
9913         wait_queue_head_t wait;
9914         atomic_t pending;
9915         blk_status_t status;
9916 };
9917
9918 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9919 {
9920         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9921
9922         if (bbio->bio.bi_status) {
9923                 /*
9924                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9925                  * pairs with the memory barrier implied by the
9926                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9927                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9928                  * write is observed before the load of status in
9929                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9930                  */
9931                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9932         }
9933         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9934                 wake_up(&priv->wait);
9935         bio_put(&bbio->bio);
9936 }
9937
9938 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9939                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9940                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9941 {
9942         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9943                 .inode = inode,
9944                 .file_offset = file_offset,
9945                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9946         };
9947         unsigned long i = 0;
9948         u64 cur = 0;
9949
9950         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9951         /* Submit bios for the extent, splitting due to bio limits as necessary. */
9952         while (cur < disk_io_size) {
9953                 struct bio *bio = NULL;
9954                 u64 remaining = disk_io_size - cur;
9955
9956                 while (bio || remaining) {
9957                         size_t bytes = min_t(u64, remaining, PAGE_SIZE);
9958
9959                         if (!bio) {
9960                                 bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ,
9961                                                       inode,
9962                                                       btrfs_encoded_read_endio,
9963                                                       &priv);
9964                                 bio->bi_iter.bi_sector =
9965                                         (disk_bytenr + cur) >> SECTOR_SHIFT;
9966                         }
9967
9968                         if (!bytes ||
9969                             bio_add_page(bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9970                                 atomic_inc(&priv.pending);
9971                                 btrfs_submit_bio(bio, 0);
9972                                 bio = NULL;
9973                                 continue;
9974                         }
9975
9976                         i++;
9977                         cur += bytes;
9978                         remaining -= bytes;
9979                 }
9980         }
9981
9982         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9983                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9984         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9985         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9986 }
9987
9988 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9989                                           struct iov_iter *iter,
9990                                           u64 start, u64 lockend,
9991                                           struct extent_state **cached_state,
9992                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9993                                           size_t count, bool compressed,
9994                                           bool *unlocked)
9995 {
9996         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9997         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9998         struct page **pages;
9999         unsigned long nr_pages, i;
10000         u64 cur;
10001         size_t page_offset;
10002         ssize_t ret;
10003
10004         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10005         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10006         if (!pages)
10007                 return -ENOMEM;
10008         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10009         if (ret) {
10010                 ret = -ENOMEM;
10011                 goto out;
10012                 }
10013
10014         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10015                                                     disk_io_size, pages);
10016         if (ret)
10017                 goto out;
10018
10019         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10020         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10021         *unlocked = true;
10022
10023         if (compressed) {
10024                 i = 0;
10025                 page_offset = 0;
10026         } else {
10027                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10028                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10029         }
10030         cur = 0;
10031         while (cur < count) {
10032                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10033                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10034
10035                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10036                                       iter) != bytes) {
10037                         ret = -EFAULT;
10038                         goto out;
10039                 }
10040                 i++;
10041                 cur += bytes;
10042                 page_offset = 0;
10043         }
10044         ret = count;
10045 out:
10046         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10047                 if (pages[i])
10048                         __free_page(pages[i]);
10049         }
10050         kfree(pages);
10051         return ret;
10052 }
10053
10054 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10055                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10056 {
10057         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10058         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10059         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10060         ssize_t ret;
10061         size_t count = iov_iter_count(iter);
10062         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10063         struct extent_state *cached_state = NULL;
10064         struct extent_map *em;
10065         bool unlocked = false;
10066
10067         file_accessed(iocb->ki_filp);
10068
10069         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10070
10071         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10072                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10073                 return 0;
10074         }
10075         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10076         /*
10077          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10078          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10079          */
10080         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10081
10082         for (;;) {
10083                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10084
10085                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10086                                                lockend - start + 1);
10087                 if (ret)
10088                         goto out_unlock_inode;
10089                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10090                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10091                                                      lockend - start + 1);
10092                 if (!ordered)
10093                         break;
10094                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10095                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10096                 cond_resched();
10097         }
10098
10099         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10100         if (IS_ERR(em)) {
10101                 ret = PTR_ERR(em);
10102                 goto out_unlock_extent;
10103         }
10104
10105         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10106                 u64 extent_start = em->start;
10107
10108                 /*
10109                  * For inline extents we get everything we need out of the
10110                  * extent item.
10111                  */
10112                 free_extent_map(em);
10113                 em = NULL;
10114                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10115                                                 &cached_state, extent_start,
10116                                                 count, encoded, &unlocked);
10117                 goto out;
10118         }
10119
10120         /*
10121          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10122          * that.
10123          */
10124         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10125                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10126         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10127             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10128                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10129                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10130                 encoded->len = count;
10131                 encoded->unencoded_len = count;
10132         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10133                 disk_bytenr = em->block_start;
10134                 /*
10135                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10136                  * compressed extent.
10137                  */
10138                 if (em->block_len > count) {
10139                         ret = -ENOBUFS;
10140                         goto out_em;
10141                 }
10142                 disk_io_size = em->block_len;
10143                 count = em->block_len;
10144                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10145                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10146                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10147                                                              em->compress_type);
10148                 if (ret < 0)
10149                         goto out_em;
10150                 encoded->compression = ret;
10151         } else {
10152                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10153                 if (encoded->len > count)
10154                         encoded->len = count;
10155                 /*
10156                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10157                  * allocations that we'll do.
10158                  */
10159                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10160                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10161                 encoded->len = count;
10162                 encoded->unencoded_len = count;
10163                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10164         }
10165         free_extent_map(em);
10166         em = NULL;
10167
10168         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10169                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10170                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10171                 unlocked = true;
10172                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10173                 if (ret != count)
10174                         ret = -EFAULT;
10175         } else {
10176                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10177                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10178                                                  disk_io_size, count,
10179                                                  encoded->compression,
10180                                                  &unlocked);
10181         }
10182
10183 out:
10184         if (ret >= 0)
10185                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10186 out_em:
10187         free_extent_map(em);
10188 out_unlock_extent:
10189         if (!unlocked)
10190                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10191 out_unlock_inode:
10192         if (!unlocked)
10193                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10194         return ret;
10195 }
10196
10197 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10198                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10199 {
10200         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10201         struct btrfs_root *root = inode->root;
10202         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10203         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10204         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10205         struct extent_state *cached_state = NULL;
10206         int compression;
10207         size_t orig_count;
10208         u64 start, end;
10209         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10210         unsigned long nr_pages, i;
10211         struct page **pages;
10212         struct btrfs_key ins;
10213         bool extent_reserved = false;
10214         struct extent_map *em;
10215         ssize_t ret;
10216
10217         switch (encoded->compression) {
10218         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10219                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10220                 break;
10221         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10222                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10223                 break;
10224         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10225         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10226         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10227         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10228         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10229                 /* The sector size must match for LZO. */
10230                 if (encoded->compression -
10231                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10232                     fs_info->sectorsize_bits)
10233                         return -EINVAL;
10234                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10235                 break;
10236         default:
10237                 return -EINVAL;
10238         }
10239         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10240                 return -EINVAL;
10241
10242         orig_count = iov_iter_count(from);
10243
10244         /* The extent size must be sane. */
10245         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10246             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10247                 return -EINVAL;
10248
10249         /*
10250          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10251          *
10252          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10253          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10254          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10255          * extents.
10256          *
10257          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10258          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10259          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10260          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10261          */
10262         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10263                 return -EINVAL;
10264
10265         /* The extent must start on a sector boundary. */
10266         start = iocb->ki_pos;
10267         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10268                 return -EINVAL;
10269
10270         /*
10271          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10272          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10273          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10274          */
10275         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10276             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10277                 return -EINVAL;
10278
10279         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10280         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10281                 return -EINVAL;
10282
10283         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10284         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10285         end = start + num_bytes - 1;
10286
10287         /*
10288          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10289          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10290          * isn't.
10291          */
10292         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10293         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10294         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10295         if (!pages)
10296                 return -ENOMEM;
10297         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10298                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10299                 char *kaddr;
10300
10301                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10302                 if (!pages[i]) {
10303                         ret = -ENOMEM;
10304                         goto out_pages;
10305                 }
10306                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10307                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10308                         kunmap_local(kaddr);
10309                         ret = -EFAULT;
10310                         goto out_pages;
10311                 }
10312                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10313                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10314                 kunmap_local(kaddr);
10315         }
10316
10317         for (;;) {
10318                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10319
10320                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10321                 if (ret)
10322                         goto out_pages;
10323                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10324                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10325                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10326                 if (ret)
10327                         goto out_pages;
10328                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10329                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10330                 if (!ordered &&
10331                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10332                         break;
10333                 if (ordered)
10334                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10335                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10336                 cond_resched();
10337         }
10338
10339         /*
10340          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10341          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10342          */
10343         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10344         if (ret)
10345                 goto out_unlock;
10346         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10347         if (ret)
10348                 goto out_free_data_space;
10349         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10350                                               false);
10351         if (ret)
10352                 goto out_qgroup_free_data;
10353
10354         /* Try an inline extent first. */
10355         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10356             encoded->unencoded_offset == 0) {
10357                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10358                                             compression, pages, true);
10359                 if (ret <= 0) {
10360                         if (ret == 0)
10361                                 ret = orig_count;
10362                         goto out_delalloc_release;
10363                 }
10364         }
10365
10366         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10367                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10368         if (ret)
10369                 goto out_delalloc_release;
10370         extent_reserved = true;
10371
10372         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10373                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10374                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10375                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10376         if (IS_ERR(em)) {
10377                 ret = PTR_ERR(em);
10378                 goto out_free_reserved;
10379         }
10380         free_extent_map(em);
10381
10382         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10383                                        ins.objectid, ins.offset,
10384                                        encoded->unencoded_offset,
10385                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10386                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10387                                        compression);
10388         if (ret) {
10389                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10390                 goto out_free_reserved;
10391         }
10392         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10393
10394         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10395                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10396
10397         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10398
10399         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10400
10401         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10402                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, NULL,
10403                                           false)) {
10404                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, pages[0], start, end, 0);
10405                 ret = -EIO;
10406                 goto out_pages;
10407         }
10408         ret = orig_count;
10409         goto out;
10410
10411 out_free_reserved:
10412         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10413         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10414 out_delalloc_release:
10415         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10416         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10417 out_qgroup_free_data:
10418         if (ret < 0)
10419                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10420 out_free_data_space:
10421         /*
10422          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10423          * bytes_may_use.
10424          */
10425         if (!extent_reserved)
10426                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10427 out_unlock:
10428         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10429 out_pages:
10430         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10431                 if (pages[i])
10432                         __free_page(pages[i]);
10433         }
10434         kvfree(pages);
10435 out:
10436         if (ret >= 0)
10437                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10438         return ret;
10439 }
10440
10441 #ifdef CONFIG_SWAP
10442 /*
10443  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10444  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10445  * negative errno on failure.
10446  */
10447 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10448                                   bool is_block_group)
10449 {
10450         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10451         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10452         struct rb_node **p;
10453         struct rb_node *parent = NULL;
10454
10455         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10456         if (!sp)
10457                 return -ENOMEM;
10458         sp->ptr = ptr;
10459         sp->inode = inode;
10460         sp->is_block_group = is_block_group;
10461         sp->bg_extent_count = 1;
10462
10463         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10464         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10465         while (*p) {
10466                 parent = *p;
10467                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10468                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10469                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10470                         p = &(*p)->rb_left;
10471                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10472                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10473                         p = &(*p)->rb_right;
10474                 } else {
10475                         if (is_block_group)
10476                                 entry->bg_extent_count++;
10477                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10478                         kfree(sp);
10479                         return 1;
10480                 }
10481         }
10482         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10483         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10484         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10485         return 0;
10486 }
10487
10488 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10489 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10490 {
10491         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10492         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10493         struct rb_node *node, *next;
10494
10495         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10496         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10497         while (node) {
10498                 next = rb_next(node);
10499                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10500                 if (sp->inode == inode) {
10501                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10502                         if (sp->is_block_group) {
10503                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10504                                                            sp->bg_extent_count);
10505                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10506                         }
10507                         kfree(sp);
10508                 }
10509                 node = next;
10510         }
10511         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10512 }
10513
10514 struct btrfs_swap_info {
10515         u64 start;
10516         u64 block_start;
10517         u64 block_len;
10518         u64 lowest_ppage;
10519         u64 highest_ppage;
10520         unsigned long nr_pages;
10521         int nr_extents;
10522 };
10523
10524 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10525                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10526 {
10527         unsigned long nr_pages;
10528         unsigned long max_pages;
10529         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10530         int ret;
10531
10532         /*
10533          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10534          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10535          * the max size set in the swap header.
10536          */
10537         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10538                 return 0;
10539
10540         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10541         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10542         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10543
10544         if (first_ppage >= next_ppage)
10545                 return 0;
10546         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10547         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10548
10549         first_ppage_reported = first_ppage;
10550         if (bsi->start == 0)
10551                 first_ppage_reported++;
10552         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10553                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10554         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10555                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10556
10557         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10558         if (ret < 0)
10559                 return ret;
10560         bsi->nr_extents += ret;
10561         bsi->nr_pages += nr_pages;
10562         return 0;
10563 }
10564
10565 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10566 {
10567         struct inode *inode = file_inode(file);
10568
10569         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10570         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10571 }
10572
10573 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10574                                sector_t *span)
10575 {
10576         struct inode *inode = file_inode(file);
10577         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10578         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10579         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10580         struct extent_state *cached_state = NULL;
10581         struct extent_map *em = NULL;
10582         struct btrfs_device *device = NULL;
10583         struct btrfs_swap_info bsi = {
10584                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10585         };
10586         int ret = 0;
10587         u64 isize;
10588         u64 start;
10589
10590         /*
10591          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10592          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10593          * we don't really care.
10594          */
10595         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10596         if (ret)
10597                 return ret;
10598
10599         /*
10600          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10601          */
10602         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10603                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10604                 return -EINVAL;
10605         }
10606         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10607                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10608                 return -EINVAL;
10609         }
10610         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10611                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10612                 return -EINVAL;
10613         }
10614
10615         /*
10616          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10617          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10618          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10619          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10620          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10621          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10622          * really worth the trouble to allow it.
10623          */
10624         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10625                 btrfs_warn(fs_info,
10626            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10627                 return -EBUSY;
10628         }
10629
10630         /*
10631          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10632          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10633          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10634          * completes before the first write into the swap file after it is
10635          * activated, than that write would fallback to COW.
10636          */
10637         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10638                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10639                 btrfs_warn(fs_info,
10640            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10641                 return -EINVAL;
10642         }
10643         /*
10644          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10645          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10646          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10647          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10648          *
10649          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10650          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10651          * activating the swapfile.
10652          */
10653         spin_lock(&root->root_item_lock);
10654         if (btrfs_root_dead(root)) {
10655                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10656
10657                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10658                 btrfs_warn(fs_info,
10659                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10660                         root->root_key.objectid);
10661                 return -EPERM;
10662         }
10663         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10664         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10665
10666         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10667
10668         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10669         start = 0;
10670         while (start < isize) {
10671                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10672                 struct btrfs_block_group *bg;
10673                 u64 len = isize - start;
10674
10675                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10676                 if (IS_ERR(em)) {
10677                         ret = PTR_ERR(em);
10678                         goto out;
10679                 }
10680
10681                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10682                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10683                         ret = -EINVAL;
10684                         goto out;
10685                 }
10686                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10687                         /*
10688                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10689                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10690                          * big enough to store more than the swap header, but in
10691                          * case something changes in the future, let's catch it
10692                          * here rather than later.
10693                          */
10694                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10695                         ret = -EINVAL;
10696                         goto out;
10697                 }
10698                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10699                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10700                         ret = -EINVAL;
10701                         goto out;
10702                 }
10703
10704                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10705                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10706                 free_extent_map(em);
10707                 em = NULL;
10708
10709                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10710                 if (ret < 0) {
10711                         goto out;
10712                 } else if (ret) {
10713                         ret = 0;
10714                 } else {
10715                         btrfs_warn(fs_info,
10716                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10717                         ret = -EINVAL;
10718                         goto out;
10719                 }
10720
10721                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10722                 if (IS_ERR(em)) {
10723                         ret = PTR_ERR(em);
10724                         goto out;
10725                 }
10726
10727                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10728                         btrfs_warn(fs_info,
10729                                    "swapfile must have single data profile");
10730                         ret = -EINVAL;
10731                         goto out;
10732                 }
10733
10734                 if (device == NULL) {
10735                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10736                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10737                         if (ret == 1)
10738                                 ret = 0;
10739                         else if (ret)
10740                                 goto out;
10741                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10742                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10743                         ret = -EINVAL;
10744                         goto out;
10745                 }
10746
10747                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10748                                         (logical_block_start - em->start));
10749                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10750                 free_extent_map(em);
10751                 em = NULL;
10752
10753                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10754                 if (!bg) {
10755                         btrfs_warn(fs_info,
10756                            "could not find block group containing swapfile");
10757                         ret = -EINVAL;
10758                         goto out;
10759                 }
10760
10761                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10762                         btrfs_warn(fs_info,
10763                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10764                            bg->start,
10765                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10766                                        " (scrub running)" : "");
10767                         btrfs_put_block_group(bg);
10768                         ret = -EINVAL;
10769                         goto out;
10770                 }
10771
10772                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10773                 if (ret) {
10774                         btrfs_put_block_group(bg);
10775                         if (ret == 1)
10776                                 ret = 0;
10777                         else
10778                                 goto out;
10779                 }
10780
10781                 if (bsi.block_len &&
10782                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10783                         bsi.block_len += len;
10784                 } else {
10785                         if (bsi.block_len) {
10786                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10787                                 if (ret)
10788                                         goto out;
10789                         }
10790                         bsi.start = start;
10791                         bsi.block_start = physical_block_start;
10792                         bsi.block_len = len;
10793                 }
10794
10795                 start += len;
10796         }
10797
10798         if (bsi.block_len)
10799                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10800
10801 out:
10802         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10803                 free_extent_map(em);
10804
10805         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10806
10807         if (ret)
10808                 btrfs_swap_deactivate(file);
10809
10810         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10811
10812         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10813
10814         if (ret)
10815                 return ret;
10816
10817         if (device)
10818                 sis->bdev = device->bdev;
10819         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10820         sis->max = bsi.nr_pages;
10821         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10822         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10823         return bsi.nr_extents;
10824 }
10825 #else
10826 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10827 {
10828 }
10829
10830 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10831                                sector_t *span)
10832 {
10833         return -EOPNOTSUPP;
10834 }
10835 #endif
10836
10837 /*
10838  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10839  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10840  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10841  * always get a correct value.
10842  */
10843 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10844                               const u64 add_bytes,
10845                               const u64 del_bytes)
10846 {
10847         if (add_bytes == del_bytes)
10848                 return;
10849
10850         spin_lock(&inode->lock);
10851         if (del_bytes > 0)
10852                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10853         if (add_bytes > 0)
10854                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10855         spin_unlock(&inode->lock);
10856 }
10857
10858 /*
10859  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10860  *
10861  * @inode:   The target inode.
10862  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10863  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10864  *           sector size aligned.
10865  *
10866  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10867  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10868  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10869  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10870  * the inode's io_tree.
10871  */
10872 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10873 {
10874         struct btrfs_root *root = inode->root;
10875         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10876
10877         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10878                 return;
10879
10880         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10881         if (ordered) {
10882                 btrfs_err(root->fs_info,
10883 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10884                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10885                           ordered->file_offset,
10886                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10887                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10888         }
10889
10890         ASSERT(ordered == NULL);
10891 }
10892
10893 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10894         .getattr        = btrfs_getattr,
10895         .lookup         = btrfs_lookup,
10896         .create         = btrfs_create,
10897         .unlink         = btrfs_unlink,
10898         .link           = btrfs_link,
10899         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10900         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10901         .rename         = btrfs_rename2,
10902         .symlink        = btrfs_symlink,
10903         .setattr        = btrfs_setattr,
10904         .mknod          = btrfs_mknod,
10905         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10906         .permission     = btrfs_permission,
10907         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10908         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10909         .update_time    = btrfs_update_time,
10910         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10911         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10912         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10913 };
10914
10915 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10916         .llseek         = generic_file_llseek,
10917         .read           = generic_read_dir,
10918         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10919         .open           = btrfs_opendir,
10920         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10921 #ifdef CONFIG_COMPAT
10922         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10923 #endif
10924         .release        = btrfs_release_file,
10925         .fsync          = btrfs_sync_file,
10926 };
10927
10928 /*
10929  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10930  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10931  * these extents won't change over the life of the file and they
10932  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10933  *
10934  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10935  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10936  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10937  *
10938  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10939  */
10940 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10941         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10942         .writepages     = btrfs_writepages,
10943         .readahead      = btrfs_readahead,
10944         .direct_IO      = noop_direct_IO,
10945         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10946         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10947         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10948         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10949         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10950         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10951         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10952 };
10953
10954 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10955         .getattr        = btrfs_getattr,
10956         .setattr        = btrfs_setattr,
10957         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10958         .permission     = btrfs_permission,
10959         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10960         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10961         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10962         .update_time    = btrfs_update_time,
10963         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10964         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10965 };
10966 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10967         .getattr        = btrfs_getattr,
10968         .setattr        = btrfs_setattr,
10969         .permission     = btrfs_permission,
10970         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10971         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10972         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10973         .update_time    = btrfs_update_time,
10974 };
10975 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10976         .get_link       = page_get_link,
10977         .getattr        = btrfs_getattr,
10978         .setattr        = btrfs_setattr,
10979         .permission     = btrfs_permission,
10980         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10981         .update_time    = btrfs_update_time,
10982 };
10983
10984 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10985         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10986 };
This page took 0.66657 seconds and 4 git commands to generate.