btrfs: reloc: factor out relocation page read and dirty part
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / btrfs / extent_io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/bio.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/page-flags.h>
9 #include <linux/spinlock.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/writeback.h>
13 #include <linux/pagevec.h>
14 #include <linux/prefetch.h>
15 #include <linux/cleancache.h>
16 #include "misc.h"
17 #include "extent_io.h"
18 #include "extent-io-tree.h"
19 #include "extent_map.h"
20 #include "ctree.h"
21 #include "btrfs_inode.h"
22 #include "volumes.h"
23 #include "check-integrity.h"
24 #include "locking.h"
25 #include "rcu-string.h"
26 #include "backref.h"
27 #include "disk-io.h"
28 #include "subpage.h"
29 #include "zoned.h"
30 #include "block-group.h"
31
32 static struct kmem_cache *extent_state_cache;
33 static struct kmem_cache *extent_buffer_cache;
34 static struct bio_set btrfs_bioset;
35
36 static inline bool extent_state_in_tree(const struct extent_state *state)
37 {
38         return !RB_EMPTY_NODE(&state->rb_node);
39 }
40
41 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
42 static LIST_HEAD(states);
43 static DEFINE_SPINLOCK(leak_lock);
44
45 static inline void btrfs_leak_debug_add(spinlock_t *lock,
46                                         struct list_head *new,
47                                         struct list_head *head)
48 {
49         unsigned long flags;
50
51         spin_lock_irqsave(lock, flags);
52         list_add(new, head);
53         spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
54 }
55
56 static inline void btrfs_leak_debug_del(spinlock_t *lock,
57                                         struct list_head *entry)
58 {
59         unsigned long flags;
60
61         spin_lock_irqsave(lock, flags);
62         list_del(entry);
63         spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
64 }
65
66 void btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(struct btrfs_fs_info *fs_info)
67 {
68         struct extent_buffer *eb;
69         unsigned long flags;
70
71         /*
72          * If we didn't get into open_ctree our allocated_ebs will not be
73          * initialized, so just skip this.
74          */
75         if (!fs_info->allocated_ebs.next)
76                 return;
77
78         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
79         while (!list_empty(&fs_info->allocated_ebs)) {
80                 eb = list_first_entry(&fs_info->allocated_ebs,
81                                       struct extent_buffer, leak_list);
82                 pr_err(
83         "BTRFS: buffer leak start %llu len %lu refs %d bflags %lu owner %llu\n",
84                        eb->start, eb->len, atomic_read(&eb->refs), eb->bflags,
85                        btrfs_header_owner(eb));
86                 list_del(&eb->leak_list);
87                 kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
88         }
89         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
90 }
91
92 static inline void btrfs_extent_state_leak_debug_check(void)
93 {
94         struct extent_state *state;
95
96         while (!list_empty(&states)) {
97                 state = list_entry(states.next, struct extent_state, leak_list);
98                 pr_err("BTRFS: state leak: start %llu end %llu state %u in tree %d refs %d\n",
99                        state->start, state->end, state->state,
100                        extent_state_in_tree(state),
101                        refcount_read(&state->refs));
102                 list_del(&state->leak_list);
103                 kmem_cache_free(extent_state_cache, state);
104         }
105 }
106
107 #define btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end)             \
108         __btrfs_debug_check_extent_io_range(__func__, (tree), (start), (end))
109 static inline void __btrfs_debug_check_extent_io_range(const char *caller,
110                 struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end)
111 {
112         struct inode *inode = tree->private_data;
113         u64 isize;
114
115         if (!inode || !is_data_inode(inode))
116                 return;
117
118         isize = i_size_read(inode);
119         if (end >= PAGE_SIZE && (end % 2) == 0 && end != isize - 1) {
120                 btrfs_debug_rl(BTRFS_I(inode)->root->fs_info,
121                     "%s: ino %llu isize %llu odd range [%llu,%llu]",
122                         caller, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), isize, start, end);
123         }
124 }
125 #else
126 #define btrfs_leak_debug_add(lock, new, head)   do {} while (0)
127 #define btrfs_leak_debug_del(lock, entry)       do {} while (0)
128 #define btrfs_extent_state_leak_debug_check()   do {} while (0)
129 #define btrfs_debug_check_extent_io_range(c, s, e)      do {} while (0)
130 #endif
131
132 struct tree_entry {
133         u64 start;
134         u64 end;
135         struct rb_node rb_node;
136 };
137
138 struct extent_page_data {
139         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl;
140         /* tells writepage not to lock the state bits for this range
141          * it still does the unlocking
142          */
143         unsigned int extent_locked:1;
144
145         /* tells the submit_bio code to use REQ_SYNC */
146         unsigned int sync_io:1;
147 };
148
149 static int add_extent_changeset(struct extent_state *state, u32 bits,
150                                  struct extent_changeset *changeset,
151                                  int set)
152 {
153         int ret;
154
155         if (!changeset)
156                 return 0;
157         if (set && (state->state & bits) == bits)
158                 return 0;
159         if (!set && (state->state & bits) == 0)
160                 return 0;
161         changeset->bytes_changed += state->end - state->start + 1;
162         ret = ulist_add(&changeset->range_changed, state->start, state->end,
163                         GFP_ATOMIC);
164         return ret;
165 }
166
167 int __must_check submit_one_bio(struct bio *bio, int mirror_num,
168                                 unsigned long bio_flags)
169 {
170         blk_status_t ret = 0;
171         struct extent_io_tree *tree = bio->bi_private;
172
173         bio->bi_private = NULL;
174
175         if (is_data_inode(tree->private_data))
176                 ret = btrfs_submit_data_bio(tree->private_data, bio, mirror_num,
177                                             bio_flags);
178         else
179                 ret = btrfs_submit_metadata_bio(tree->private_data, bio,
180                                                 mirror_num, bio_flags);
181
182         return blk_status_to_errno(ret);
183 }
184
185 /* Cleanup unsubmitted bios */
186 static void end_write_bio(struct extent_page_data *epd, int ret)
187 {
188         struct bio *bio = epd->bio_ctrl.bio;
189
190         if (bio) {
191                 bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
192                 bio_endio(bio);
193                 epd->bio_ctrl.bio = NULL;
194         }
195 }
196
197 /*
198  * Submit bio from extent page data via submit_one_bio
199  *
200  * Return 0 if everything is OK.
201  * Return <0 for error.
202  */
203 static int __must_check flush_write_bio(struct extent_page_data *epd)
204 {
205         int ret = 0;
206         struct bio *bio = epd->bio_ctrl.bio;
207
208         if (bio) {
209                 ret = submit_one_bio(bio, 0, 0);
210                 /*
211                  * Clean up of epd->bio is handled by its endio function.
212                  * And endio is either triggered by successful bio execution
213                  * or the error handler of submit bio hook.
214                  * So at this point, no matter what happened, we don't need
215                  * to clean up epd->bio.
216                  */
217                 epd->bio_ctrl.bio = NULL;
218         }
219         return ret;
220 }
221
222 int __init extent_state_cache_init(void)
223 {
224         extent_state_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_state",
225                         sizeof(struct extent_state), 0,
226                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
227         if (!extent_state_cache)
228                 return -ENOMEM;
229         return 0;
230 }
231
232 int __init extent_io_init(void)
233 {
234         extent_buffer_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_buffer",
235                         sizeof(struct extent_buffer), 0,
236                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
237         if (!extent_buffer_cache)
238                 return -ENOMEM;
239
240         if (bioset_init(&btrfs_bioset, BIO_POOL_SIZE,
241                         offsetof(struct btrfs_io_bio, bio),
242                         BIOSET_NEED_BVECS))
243                 goto free_buffer_cache;
244
245         if (bioset_integrity_create(&btrfs_bioset, BIO_POOL_SIZE))
246                 goto free_bioset;
247
248         return 0;
249
250 free_bioset:
251         bioset_exit(&btrfs_bioset);
252
253 free_buffer_cache:
254         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
255         extent_buffer_cache = NULL;
256         return -ENOMEM;
257 }
258
259 void __cold extent_state_cache_exit(void)
260 {
261         btrfs_extent_state_leak_debug_check();
262         kmem_cache_destroy(extent_state_cache);
263 }
264
265 void __cold extent_io_exit(void)
266 {
267         /*
268          * Make sure all delayed rcu free are flushed before we
269          * destroy caches.
270          */
271         rcu_barrier();
272         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
273         bioset_exit(&btrfs_bioset);
274 }
275
276 /*
277  * For the file_extent_tree, we want to hold the inode lock when we lookup and
278  * update the disk_i_size, but lockdep will complain because our io_tree we hold
279  * the tree lock and get the inode lock when setting delalloc.  These two things
280  * are unrelated, so make a class for the file_extent_tree so we don't get the
281  * two locking patterns mixed up.
282  */
283 static struct lock_class_key file_extent_tree_class;
284
285 void extent_io_tree_init(struct btrfs_fs_info *fs_info,
286                          struct extent_io_tree *tree, unsigned int owner,
287                          void *private_data)
288 {
289         tree->fs_info = fs_info;
290         tree->state = RB_ROOT;
291         tree->dirty_bytes = 0;
292         spin_lock_init(&tree->lock);
293         tree->private_data = private_data;
294         tree->owner = owner;
295         if (owner == IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT)
296                 lockdep_set_class(&tree->lock, &file_extent_tree_class);
297 }
298
299 void extent_io_tree_release(struct extent_io_tree *tree)
300 {
301         spin_lock(&tree->lock);
302         /*
303          * Do a single barrier for the waitqueue_active check here, the state
304          * of the waitqueue should not change once extent_io_tree_release is
305          * called.
306          */
307         smp_mb();
308         while (!RB_EMPTY_ROOT(&tree->state)) {
309                 struct rb_node *node;
310                 struct extent_state *state;
311
312                 node = rb_first(&tree->state);
313                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
314                 rb_erase(&state->rb_node, &tree->state);
315                 RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
316                 /*
317                  * btree io trees aren't supposed to have tasks waiting for
318                  * changes in the flags of extent states ever.
319                  */
320                 ASSERT(!waitqueue_active(&state->wq));
321                 free_extent_state(state);
322
323                 cond_resched_lock(&tree->lock);
324         }
325         spin_unlock(&tree->lock);
326 }
327
328 static struct extent_state *alloc_extent_state(gfp_t mask)
329 {
330         struct extent_state *state;
331
332         /*
333          * The given mask might be not appropriate for the slab allocator,
334          * drop the unsupported bits
335          */
336         mask &= ~(__GFP_DMA32|__GFP_HIGHMEM);
337         state = kmem_cache_alloc(extent_state_cache, mask);
338         if (!state)
339                 return state;
340         state->state = 0;
341         state->failrec = NULL;
342         RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
343         btrfs_leak_debug_add(&leak_lock, &state->leak_list, &states);
344         refcount_set(&state->refs, 1);
345         init_waitqueue_head(&state->wq);
346         trace_alloc_extent_state(state, mask, _RET_IP_);
347         return state;
348 }
349
350 void free_extent_state(struct extent_state *state)
351 {
352         if (!state)
353                 return;
354         if (refcount_dec_and_test(&state->refs)) {
355                 WARN_ON(extent_state_in_tree(state));
356                 btrfs_leak_debug_del(&leak_lock, &state->leak_list);
357                 trace_free_extent_state(state, _RET_IP_);
358                 kmem_cache_free(extent_state_cache, state);
359         }
360 }
361
362 static struct rb_node *tree_insert(struct rb_root *root,
363                                    struct rb_node *search_start,
364                                    u64 offset,
365                                    struct rb_node *node,
366                                    struct rb_node ***p_in,
367                                    struct rb_node **parent_in)
368 {
369         struct rb_node **p;
370         struct rb_node *parent = NULL;
371         struct tree_entry *entry;
372
373         if (p_in && parent_in) {
374                 p = *p_in;
375                 parent = *parent_in;
376                 goto do_insert;
377         }
378
379         p = search_start ? &search_start : &root->rb_node;
380         while (*p) {
381                 parent = *p;
382                 entry = rb_entry(parent, struct tree_entry, rb_node);
383
384                 if (offset < entry->start)
385                         p = &(*p)->rb_left;
386                 else if (offset > entry->end)
387                         p = &(*p)->rb_right;
388                 else
389                         return parent;
390         }
391
392 do_insert:
393         rb_link_node(node, parent, p);
394         rb_insert_color(node, root);
395         return NULL;
396 }
397
398 /**
399  * Search @tree for an entry that contains @offset. Such entry would have
400  * entry->start <= offset && entry->end >= offset.
401  *
402  * @tree:       the tree to search
403  * @offset:     offset that should fall within an entry in @tree
404  * @next_ret:   pointer to the first entry whose range ends after @offset
405  * @prev_ret:   pointer to the first entry whose range begins before @offset
406  * @p_ret:      pointer where new node should be anchored (used when inserting an
407  *              entry in the tree)
408  * @parent_ret: points to entry which would have been the parent of the entry,
409  *               containing @offset
410  *
411  * This function returns a pointer to the entry that contains @offset byte
412  * address. If no such entry exists, then NULL is returned and the other
413  * pointer arguments to the function are filled, otherwise the found entry is
414  * returned and other pointers are left untouched.
415  */
416 static struct rb_node *__etree_search(struct extent_io_tree *tree, u64 offset,
417                                       struct rb_node **next_ret,
418                                       struct rb_node **prev_ret,
419                                       struct rb_node ***p_ret,
420                                       struct rb_node **parent_ret)
421 {
422         struct rb_root *root = &tree->state;
423         struct rb_node **n = &root->rb_node;
424         struct rb_node *prev = NULL;
425         struct rb_node *orig_prev = NULL;
426         struct tree_entry *entry;
427         struct tree_entry *prev_entry = NULL;
428
429         while (*n) {
430                 prev = *n;
431                 entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
432                 prev_entry = entry;
433
434                 if (offset < entry->start)
435                         n = &(*n)->rb_left;
436                 else if (offset > entry->end)
437                         n = &(*n)->rb_right;
438                 else
439                         return *n;
440         }
441
442         if (p_ret)
443                 *p_ret = n;
444         if (parent_ret)
445                 *parent_ret = prev;
446
447         if (next_ret) {
448                 orig_prev = prev;
449                 while (prev && offset > prev_entry->end) {
450                         prev = rb_next(prev);
451                         prev_entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
452                 }
453                 *next_ret = prev;
454                 prev = orig_prev;
455         }
456
457         if (prev_ret) {
458                 prev_entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
459                 while (prev && offset < prev_entry->start) {
460                         prev = rb_prev(prev);
461                         prev_entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
462                 }
463                 *prev_ret = prev;
464         }
465         return NULL;
466 }
467
468 static inline struct rb_node *
469 tree_search_for_insert(struct extent_io_tree *tree,
470                        u64 offset,
471                        struct rb_node ***p_ret,
472                        struct rb_node **parent_ret)
473 {
474         struct rb_node *next= NULL;
475         struct rb_node *ret;
476
477         ret = __etree_search(tree, offset, &next, NULL, p_ret, parent_ret);
478         if (!ret)
479                 return next;
480         return ret;
481 }
482
483 static inline struct rb_node *tree_search(struct extent_io_tree *tree,
484                                           u64 offset)
485 {
486         return tree_search_for_insert(tree, offset, NULL, NULL);
487 }
488
489 /*
490  * utility function to look for merge candidates inside a given range.
491  * Any extents with matching state are merged together into a single
492  * extent in the tree.  Extents with EXTENT_IO in their state field
493  * are not merged because the end_io handlers need to be able to do
494  * operations on them without sleeping (or doing allocations/splits).
495  *
496  * This should be called with the tree lock held.
497  */
498 static void merge_state(struct extent_io_tree *tree,
499                         struct extent_state *state)
500 {
501         struct extent_state *other;
502         struct rb_node *other_node;
503
504         if (state->state & (EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY))
505                 return;
506
507         other_node = rb_prev(&state->rb_node);
508         if (other_node) {
509                 other = rb_entry(other_node, struct extent_state, rb_node);
510                 if (other->end == state->start - 1 &&
511                     other->state == state->state) {
512                         if (tree->private_data &&
513                             is_data_inode(tree->private_data))
514                                 btrfs_merge_delalloc_extent(tree->private_data,
515                                                             state, other);
516                         state->start = other->start;
517                         rb_erase(&other->rb_node, &tree->state);
518                         RB_CLEAR_NODE(&other->rb_node);
519                         free_extent_state(other);
520                 }
521         }
522         other_node = rb_next(&state->rb_node);
523         if (other_node) {
524                 other = rb_entry(other_node, struct extent_state, rb_node);
525                 if (other->start == state->end + 1 &&
526                     other->state == state->state) {
527                         if (tree->private_data &&
528                             is_data_inode(tree->private_data))
529                                 btrfs_merge_delalloc_extent(tree->private_data,
530                                                             state, other);
531                         state->end = other->end;
532                         rb_erase(&other->rb_node, &tree->state);
533                         RB_CLEAR_NODE(&other->rb_node);
534                         free_extent_state(other);
535                 }
536         }
537 }
538
539 static void set_state_bits(struct extent_io_tree *tree,
540                            struct extent_state *state, u32 *bits,
541                            struct extent_changeset *changeset);
542
543 /*
544  * insert an extent_state struct into the tree.  'bits' are set on the
545  * struct before it is inserted.
546  *
547  * This may return -EEXIST if the extent is already there, in which case the
548  * state struct is freed.
549  *
550  * The tree lock is not taken internally.  This is a utility function and
551  * probably isn't what you want to call (see set/clear_extent_bit).
552  */
553 static int insert_state(struct extent_io_tree *tree,
554                         struct extent_state *state, u64 start, u64 end,
555                         struct rb_node ***p,
556                         struct rb_node **parent,
557                         u32 *bits, struct extent_changeset *changeset)
558 {
559         struct rb_node *node;
560
561         if (end < start) {
562                 btrfs_err(tree->fs_info,
563                         "insert state: end < start %llu %llu", end, start);
564                 WARN_ON(1);
565         }
566         state->start = start;
567         state->end = end;
568
569         set_state_bits(tree, state, bits, changeset);
570
571         node = tree_insert(&tree->state, NULL, end, &state->rb_node, p, parent);
572         if (node) {
573                 struct extent_state *found;
574                 found = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
575                 btrfs_err(tree->fs_info,
576                        "found node %llu %llu on insert of %llu %llu",
577                        found->start, found->end, start, end);
578                 return -EEXIST;
579         }
580         merge_state(tree, state);
581         return 0;
582 }
583
584 /*
585  * split a given extent state struct in two, inserting the preallocated
586  * struct 'prealloc' as the newly created second half.  'split' indicates an
587  * offset inside 'orig' where it should be split.
588  *
589  * Before calling,
590  * the tree has 'orig' at [orig->start, orig->end].  After calling, there
591  * are two extent state structs in the tree:
592  * prealloc: [orig->start, split - 1]
593  * orig: [ split, orig->end ]
594  *
595  * The tree locks are not taken by this function. They need to be held
596  * by the caller.
597  */
598 static int split_state(struct extent_io_tree *tree, struct extent_state *orig,
599                        struct extent_state *prealloc, u64 split)
600 {
601         struct rb_node *node;
602
603         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
604                 btrfs_split_delalloc_extent(tree->private_data, orig, split);
605
606         prealloc->start = orig->start;
607         prealloc->end = split - 1;
608         prealloc->state = orig->state;
609         orig->start = split;
610
611         node = tree_insert(&tree->state, &orig->rb_node, prealloc->end,
612                            &prealloc->rb_node, NULL, NULL);
613         if (node) {
614                 free_extent_state(prealloc);
615                 return -EEXIST;
616         }
617         return 0;
618 }
619
620 static struct extent_state *next_state(struct extent_state *state)
621 {
622         struct rb_node *next = rb_next(&state->rb_node);
623         if (next)
624                 return rb_entry(next, struct extent_state, rb_node);
625         else
626                 return NULL;
627 }
628
629 /*
630  * utility function to clear some bits in an extent state struct.
631  * it will optionally wake up anyone waiting on this state (wake == 1).
632  *
633  * If no bits are set on the state struct after clearing things, the
634  * struct is freed and removed from the tree
635  */
636 static struct extent_state *clear_state_bit(struct extent_io_tree *tree,
637                                             struct extent_state *state,
638                                             u32 *bits, int wake,
639                                             struct extent_changeset *changeset)
640 {
641         struct extent_state *next;
642         u32 bits_to_clear = *bits & ~EXTENT_CTLBITS;
643         int ret;
644
645         if ((bits_to_clear & EXTENT_DIRTY) && (state->state & EXTENT_DIRTY)) {
646                 u64 range = state->end - state->start + 1;
647                 WARN_ON(range > tree->dirty_bytes);
648                 tree->dirty_bytes -= range;
649         }
650
651         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
652                 btrfs_clear_delalloc_extent(tree->private_data, state, bits);
653
654         ret = add_extent_changeset(state, bits_to_clear, changeset, 0);
655         BUG_ON(ret < 0);
656         state->state &= ~bits_to_clear;
657         if (wake)
658                 wake_up(&state->wq);
659         if (state->state == 0) {
660                 next = next_state(state);
661                 if (extent_state_in_tree(state)) {
662                         rb_erase(&state->rb_node, &tree->state);
663                         RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
664                         free_extent_state(state);
665                 } else {
666                         WARN_ON(1);
667                 }
668         } else {
669                 merge_state(tree, state);
670                 next = next_state(state);
671         }
672         return next;
673 }
674
675 static struct extent_state *
676 alloc_extent_state_atomic(struct extent_state *prealloc)
677 {
678         if (!prealloc)
679                 prealloc = alloc_extent_state(GFP_ATOMIC);
680
681         return prealloc;
682 }
683
684 static void extent_io_tree_panic(struct extent_io_tree *tree, int err)
685 {
686         btrfs_panic(tree->fs_info, err,
687         "locking error: extent tree was modified by another thread while locked");
688 }
689
690 /*
691  * clear some bits on a range in the tree.  This may require splitting
692  * or inserting elements in the tree, so the gfp mask is used to
693  * indicate which allocations or sleeping are allowed.
694  *
695  * pass 'wake' == 1 to kick any sleepers, and 'delete' == 1 to remove
696  * the given range from the tree regardless of state (ie for truncate).
697  *
698  * the range [start, end] is inclusive.
699  *
700  * This takes the tree lock, and returns 0 on success and < 0 on error.
701  */
702 int __clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
703                        u32 bits, int wake, int delete,
704                        struct extent_state **cached_state,
705                        gfp_t mask, struct extent_changeset *changeset)
706 {
707         struct extent_state *state;
708         struct extent_state *cached;
709         struct extent_state *prealloc = NULL;
710         struct rb_node *node;
711         u64 last_end;
712         int err;
713         int clear = 0;
714
715         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
716         trace_btrfs_clear_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits);
717
718         if (bits & EXTENT_DELALLOC)
719                 bits |= EXTENT_NORESERVE;
720
721         if (delete)
722                 bits |= ~EXTENT_CTLBITS;
723
724         if (bits & (EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY))
725                 clear = 1;
726 again:
727         if (!prealloc && gfpflags_allow_blocking(mask)) {
728                 /*
729                  * Don't care for allocation failure here because we might end
730                  * up not needing the pre-allocated extent state at all, which
731                  * is the case if we only have in the tree extent states that
732                  * cover our input range and don't cover too any other range.
733                  * If we end up needing a new extent state we allocate it later.
734                  */
735                 prealloc = alloc_extent_state(mask);
736         }
737
738         spin_lock(&tree->lock);
739         if (cached_state) {
740                 cached = *cached_state;
741
742                 if (clear) {
743                         *cached_state = NULL;
744                         cached_state = NULL;
745                 }
746
747                 if (cached && extent_state_in_tree(cached) &&
748                     cached->start <= start && cached->end > start) {
749                         if (clear)
750                                 refcount_dec(&cached->refs);
751                         state = cached;
752                         goto hit_next;
753                 }
754                 if (clear)
755                         free_extent_state(cached);
756         }
757         /*
758          * this search will find the extents that end after
759          * our range starts
760          */
761         node = tree_search(tree, start);
762         if (!node)
763                 goto out;
764         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
765 hit_next:
766         if (state->start > end)
767                 goto out;
768         WARN_ON(state->end < start);
769         last_end = state->end;
770
771         /* the state doesn't have the wanted bits, go ahead */
772         if (!(state->state & bits)) {
773                 state = next_state(state);
774                 goto next;
775         }
776
777         /*
778          *     | ---- desired range ---- |
779          *  | state | or
780          *  | ------------- state -------------- |
781          *
782          * We need to split the extent we found, and may flip
783          * bits on second half.
784          *
785          * If the extent we found extends past our range, we
786          * just split and search again.  It'll get split again
787          * the next time though.
788          *
789          * If the extent we found is inside our range, we clear
790          * the desired bit on it.
791          */
792
793         if (state->start < start) {
794                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
795                 BUG_ON(!prealloc);
796                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
797                 if (err)
798                         extent_io_tree_panic(tree, err);
799
800                 prealloc = NULL;
801                 if (err)
802                         goto out;
803                 if (state->end <= end) {
804                         state = clear_state_bit(tree, state, &bits, wake,
805                                                 changeset);
806                         goto next;
807                 }
808                 goto search_again;
809         }
810         /*
811          * | ---- desired range ---- |
812          *                        | state |
813          * We need to split the extent, and clear the bit
814          * on the first half
815          */
816         if (state->start <= end && state->end > end) {
817                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
818                 BUG_ON(!prealloc);
819                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
820                 if (err)
821                         extent_io_tree_panic(tree, err);
822
823                 if (wake)
824                         wake_up(&state->wq);
825
826                 clear_state_bit(tree, prealloc, &bits, wake, changeset);
827
828                 prealloc = NULL;
829                 goto out;
830         }
831
832         state = clear_state_bit(tree, state, &bits, wake, changeset);
833 next:
834         if (last_end == (u64)-1)
835                 goto out;
836         start = last_end + 1;
837         if (start <= end && state && !need_resched())
838                 goto hit_next;
839
840 search_again:
841         if (start > end)
842                 goto out;
843         spin_unlock(&tree->lock);
844         if (gfpflags_allow_blocking(mask))
845                 cond_resched();
846         goto again;
847
848 out:
849         spin_unlock(&tree->lock);
850         if (prealloc)
851                 free_extent_state(prealloc);
852
853         return 0;
854
855 }
856
857 static void wait_on_state(struct extent_io_tree *tree,
858                           struct extent_state *state)
859                 __releases(tree->lock)
860                 __acquires(tree->lock)
861 {
862         DEFINE_WAIT(wait);
863         prepare_to_wait(&state->wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
864         spin_unlock(&tree->lock);
865         schedule();
866         spin_lock(&tree->lock);
867         finish_wait(&state->wq, &wait);
868 }
869
870 /*
871  * waits for one or more bits to clear on a range in the state tree.
872  * The range [start, end] is inclusive.
873  * The tree lock is taken by this function
874  */
875 static void wait_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
876                             u32 bits)
877 {
878         struct extent_state *state;
879         struct rb_node *node;
880
881         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
882
883         spin_lock(&tree->lock);
884 again:
885         while (1) {
886                 /*
887                  * this search will find all the extents that end after
888                  * our range starts
889                  */
890                 node = tree_search(tree, start);
891 process_node:
892                 if (!node)
893                         break;
894
895                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
896
897                 if (state->start > end)
898                         goto out;
899
900                 if (state->state & bits) {
901                         start = state->start;
902                         refcount_inc(&state->refs);
903                         wait_on_state(tree, state);
904                         free_extent_state(state);
905                         goto again;
906                 }
907                 start = state->end + 1;
908
909                 if (start > end)
910                         break;
911
912                 if (!cond_resched_lock(&tree->lock)) {
913                         node = rb_next(node);
914                         goto process_node;
915                 }
916         }
917 out:
918         spin_unlock(&tree->lock);
919 }
920
921 static void set_state_bits(struct extent_io_tree *tree,
922                            struct extent_state *state,
923                            u32 *bits, struct extent_changeset *changeset)
924 {
925         u32 bits_to_set = *bits & ~EXTENT_CTLBITS;
926         int ret;
927
928         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
929                 btrfs_set_delalloc_extent(tree->private_data, state, bits);
930
931         if ((bits_to_set & EXTENT_DIRTY) && !(state->state & EXTENT_DIRTY)) {
932                 u64 range = state->end - state->start + 1;
933                 tree->dirty_bytes += range;
934         }
935         ret = add_extent_changeset(state, bits_to_set, changeset, 1);
936         BUG_ON(ret < 0);
937         state->state |= bits_to_set;
938 }
939
940 static void cache_state_if_flags(struct extent_state *state,
941                                  struct extent_state **cached_ptr,
942                                  unsigned flags)
943 {
944         if (cached_ptr && !(*cached_ptr)) {
945                 if (!flags || (state->state & flags)) {
946                         *cached_ptr = state;
947                         refcount_inc(&state->refs);
948                 }
949         }
950 }
951
952 static void cache_state(struct extent_state *state,
953                         struct extent_state **cached_ptr)
954 {
955         return cache_state_if_flags(state, cached_ptr,
956                                     EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY);
957 }
958
959 /*
960  * set some bits on a range in the tree.  This may require allocations or
961  * sleeping, so the gfp mask is used to indicate what is allowed.
962  *
963  * If any of the exclusive bits are set, this will fail with -EEXIST if some
964  * part of the range already has the desired bits set.  The start of the
965  * existing range is returned in failed_start in this case.
966  *
967  * [start, end] is inclusive This takes the tree lock.
968  */
969 int set_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end, u32 bits,
970                    u32 exclusive_bits, u64 *failed_start,
971                    struct extent_state **cached_state, gfp_t mask,
972                    struct extent_changeset *changeset)
973 {
974         struct extent_state *state;
975         struct extent_state *prealloc = NULL;
976         struct rb_node *node;
977         struct rb_node **p;
978         struct rb_node *parent;
979         int err = 0;
980         u64 last_start;
981         u64 last_end;
982
983         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
984         trace_btrfs_set_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits);
985
986         if (exclusive_bits)
987                 ASSERT(failed_start);
988         else
989                 ASSERT(failed_start == NULL);
990 again:
991         if (!prealloc && gfpflags_allow_blocking(mask)) {
992                 /*
993                  * Don't care for allocation failure here because we might end
994                  * up not needing the pre-allocated extent state at all, which
995                  * is the case if we only have in the tree extent states that
996                  * cover our input range and don't cover too any other range.
997                  * If we end up needing a new extent state we allocate it later.
998                  */
999                 prealloc = alloc_extent_state(mask);
1000         }
1001
1002         spin_lock(&tree->lock);
1003         if (cached_state && *cached_state) {
1004                 state = *cached_state;
1005                 if (state->start <= start && state->end > start &&
1006                     extent_state_in_tree(state)) {
1007                         node = &state->rb_node;
1008                         goto hit_next;
1009                 }
1010         }
1011         /*
1012          * this search will find all the extents that end after
1013          * our range starts.
1014          */
1015         node = tree_search_for_insert(tree, start, &p, &parent);
1016         if (!node) {
1017                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1018                 BUG_ON(!prealloc);
1019                 err = insert_state(tree, prealloc, start, end,
1020                                    &p, &parent, &bits, changeset);
1021                 if (err)
1022                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1023
1024                 cache_state(prealloc, cached_state);
1025                 prealloc = NULL;
1026                 goto out;
1027         }
1028         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1029 hit_next:
1030         last_start = state->start;
1031         last_end = state->end;
1032
1033         /*
1034          * | ---- desired range ---- |
1035          * | state |
1036          *
1037          * Just lock what we found and keep going
1038          */
1039         if (state->start == start && state->end <= end) {
1040                 if (state->state & exclusive_bits) {
1041                         *failed_start = state->start;
1042                         err = -EEXIST;
1043                         goto out;
1044                 }
1045
1046                 set_state_bits(tree, state, &bits, changeset);
1047                 cache_state(state, cached_state);
1048                 merge_state(tree, state);
1049                 if (last_end == (u64)-1)
1050                         goto out;
1051                 start = last_end + 1;
1052                 state = next_state(state);
1053                 if (start < end && state && state->start == start &&
1054                     !need_resched())
1055                         goto hit_next;
1056                 goto search_again;
1057         }
1058
1059         /*
1060          *     | ---- desired range ---- |
1061          * | state |
1062          *   or
1063          * | ------------- state -------------- |
1064          *
1065          * We need to split the extent we found, and may flip bits on
1066          * second half.
1067          *
1068          * If the extent we found extends past our
1069          * range, we just split and search again.  It'll get split
1070          * again the next time though.
1071          *
1072          * If the extent we found is inside our range, we set the
1073          * desired bit on it.
1074          */
1075         if (state->start < start) {
1076                 if (state->state & exclusive_bits) {
1077                         *failed_start = start;
1078                         err = -EEXIST;
1079                         goto out;
1080                 }
1081
1082                 /*
1083                  * If this extent already has all the bits we want set, then
1084                  * skip it, not necessary to split it or do anything with it.
1085                  */
1086                 if ((state->state & bits) == bits) {
1087                         start = state->end + 1;
1088                         cache_state(state, cached_state);
1089                         goto search_again;
1090                 }
1091
1092                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1093                 BUG_ON(!prealloc);
1094                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
1095                 if (err)
1096                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1097
1098                 prealloc = NULL;
1099                 if (err)
1100                         goto out;
1101                 if (state->end <= end) {
1102                         set_state_bits(tree, state, &bits, changeset);
1103                         cache_state(state, cached_state);
1104                         merge_state(tree, state);
1105                         if (last_end == (u64)-1)
1106                                 goto out;
1107                         start = last_end + 1;
1108                         state = next_state(state);
1109                         if (start < end && state && state->start == start &&
1110                             !need_resched())
1111                                 goto hit_next;
1112                 }
1113                 goto search_again;
1114         }
1115         /*
1116          * | ---- desired range ---- |
1117          *     | state | or               | state |
1118          *
1119          * There's a hole, we need to insert something in it and
1120          * ignore the extent we found.
1121          */
1122         if (state->start > start) {
1123                 u64 this_end;
1124                 if (end < last_start)
1125                         this_end = end;
1126                 else
1127                         this_end = last_start - 1;
1128
1129                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1130                 BUG_ON(!prealloc);
1131
1132                 /*
1133                  * Avoid to free 'prealloc' if it can be merged with
1134                  * the later extent.
1135                  */
1136                 err = insert_state(tree, prealloc, start, this_end,
1137                                    NULL, NULL, &bits, changeset);
1138                 if (err)
1139                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1140
1141                 cache_state(prealloc, cached_state);
1142                 prealloc = NULL;
1143                 start = this_end + 1;
1144                 goto search_again;
1145         }
1146         /*
1147          * | ---- desired range ---- |
1148          *                        | state |
1149          * We need to split the extent, and set the bit
1150          * on the first half
1151          */
1152         if (state->start <= end && state->end > end) {
1153                 if (state->state & exclusive_bits) {
1154                         *failed_start = start;
1155                         err = -EEXIST;
1156                         goto out;
1157                 }
1158
1159                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1160                 BUG_ON(!prealloc);
1161                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
1162                 if (err)
1163                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1164
1165                 set_state_bits(tree, prealloc, &bits, changeset);
1166                 cache_state(prealloc, cached_state);
1167                 merge_state(tree, prealloc);
1168                 prealloc = NULL;
1169                 goto out;
1170         }
1171
1172 search_again:
1173         if (start > end)
1174                 goto out;
1175         spin_unlock(&tree->lock);
1176         if (gfpflags_allow_blocking(mask))
1177                 cond_resched();
1178         goto again;
1179
1180 out:
1181         spin_unlock(&tree->lock);
1182         if (prealloc)
1183                 free_extent_state(prealloc);
1184
1185         return err;
1186
1187 }
1188
1189 /**
1190  * convert_extent_bit - convert all bits in a given range from one bit to
1191  *                      another
1192  * @tree:       the io tree to search
1193  * @start:      the start offset in bytes
1194  * @end:        the end offset in bytes (inclusive)
1195  * @bits:       the bits to set in this range
1196  * @clear_bits: the bits to clear in this range
1197  * @cached_state:       state that we're going to cache
1198  *
1199  * This will go through and set bits for the given range.  If any states exist
1200  * already in this range they are set with the given bit and cleared of the
1201  * clear_bits.  This is only meant to be used by things that are mergeable, ie
1202  * converting from say DELALLOC to DIRTY.  This is not meant to be used with
1203  * boundary bits like LOCK.
1204  *
1205  * All allocations are done with GFP_NOFS.
1206  */
1207 int convert_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1208                        u32 bits, u32 clear_bits,
1209                        struct extent_state **cached_state)
1210 {
1211         struct extent_state *state;
1212         struct extent_state *prealloc = NULL;
1213         struct rb_node *node;
1214         struct rb_node **p;
1215         struct rb_node *parent;
1216         int err = 0;
1217         u64 last_start;
1218         u64 last_end;
1219         bool first_iteration = true;
1220
1221         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
1222         trace_btrfs_convert_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits,
1223                                        clear_bits);
1224
1225 again:
1226         if (!prealloc) {
1227                 /*
1228                  * Best effort, don't worry if extent state allocation fails
1229                  * here for the first iteration. We might have a cached state
1230                  * that matches exactly the target range, in which case no
1231                  * extent state allocations are needed. We'll only know this
1232                  * after locking the tree.
1233                  */
1234                 prealloc = alloc_extent_state(GFP_NOFS);
1235                 if (!prealloc && !first_iteration)
1236                         return -ENOMEM;
1237         }
1238
1239         spin_lock(&tree->lock);
1240         if (cached_state && *cached_state) {
1241                 state = *cached_state;
1242                 if (state->start <= start && state->end > start &&
1243                     extent_state_in_tree(state)) {
1244                         node = &state->rb_node;
1245                         goto hit_next;
1246                 }
1247         }
1248
1249         /*
1250          * this search will find all the extents that end after
1251          * our range starts.
1252          */
1253         node = tree_search_for_insert(tree, start, &p, &parent);
1254         if (!node) {
1255                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1256                 if (!prealloc) {
1257                         err = -ENOMEM;
1258                         goto out;
1259                 }
1260                 err = insert_state(tree, prealloc, start, end,
1261                                    &p, &parent, &bits, NULL);
1262                 if (err)
1263                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1264                 cache_state(prealloc, cached_state);
1265                 prealloc = NULL;
1266                 goto out;
1267         }
1268         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1269 hit_next:
1270         last_start = state->start;
1271         last_end = state->end;
1272
1273         /*
1274          * | ---- desired range ---- |
1275          * | state |
1276          *
1277          * Just lock what we found and keep going
1278          */
1279         if (state->start == start && state->end <= end) {
1280                 set_state_bits(tree, state, &bits, NULL);
1281                 cache_state(state, cached_state);
1282                 state = clear_state_bit(tree, state, &clear_bits, 0, NULL);
1283                 if (last_end == (u64)-1)
1284                         goto out;
1285                 start = last_end + 1;
1286                 if (start < end && state && state->start == start &&
1287                     !need_resched())
1288                         goto hit_next;
1289                 goto search_again;
1290         }
1291
1292         /*
1293          *     | ---- desired range ---- |
1294          * | state |
1295          *   or
1296          * | ------------- state -------------- |
1297          *
1298          * We need to split the extent we found, and may flip bits on
1299          * second half.
1300          *
1301          * If the extent we found extends past our
1302          * range, we just split and search again.  It'll get split
1303          * again the next time though.
1304          *
1305          * If the extent we found is inside our range, we set the
1306          * desired bit on it.
1307          */
1308         if (state->start < start) {
1309                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1310                 if (!prealloc) {
1311                         err = -ENOMEM;
1312                         goto out;
1313                 }
1314                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
1315                 if (err)
1316                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1317                 prealloc = NULL;
1318                 if (err)
1319                         goto out;
1320                 if (state->end <= end) {
1321                         set_state_bits(tree, state, &bits, NULL);
1322                         cache_state(state, cached_state);
1323                         state = clear_state_bit(tree, state, &clear_bits, 0,
1324                                                 NULL);
1325                         if (last_end == (u64)-1)
1326                                 goto out;
1327                         start = last_end + 1;
1328                         if (start < end && state && state->start == start &&
1329                             !need_resched())
1330                                 goto hit_next;
1331                 }
1332                 goto search_again;
1333         }
1334         /*
1335          * | ---- desired range ---- |
1336          *     | state | or               | state |
1337          *
1338          * There's a hole, we need to insert something in it and
1339          * ignore the extent we found.
1340          */
1341         if (state->start > start) {
1342                 u64 this_end;
1343                 if (end < last_start)
1344                         this_end = end;
1345                 else
1346                         this_end = last_start - 1;
1347
1348                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1349                 if (!prealloc) {
1350                         err = -ENOMEM;
1351                         goto out;
1352                 }
1353
1354                 /*
1355                  * Avoid to free 'prealloc' if it can be merged with
1356                  * the later extent.
1357                  */
1358                 err = insert_state(tree, prealloc, start, this_end,
1359                                    NULL, NULL, &bits, NULL);
1360                 if (err)
1361                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1362                 cache_state(prealloc, cached_state);
1363                 prealloc = NULL;
1364                 start = this_end + 1;
1365                 goto search_again;
1366         }
1367         /*
1368          * | ---- desired range ---- |
1369          *                        | state |
1370          * We need to split the extent, and set the bit
1371          * on the first half
1372          */
1373         if (state->start <= end && state->end > end) {
1374                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1375                 if (!prealloc) {
1376                         err = -ENOMEM;
1377                         goto out;
1378                 }
1379
1380                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
1381                 if (err)
1382                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1383
1384                 set_state_bits(tree, prealloc, &bits, NULL);
1385                 cache_state(prealloc, cached_state);
1386                 clear_state_bit(tree, prealloc, &clear_bits, 0, NULL);
1387                 prealloc = NULL;
1388                 goto out;
1389         }
1390
1391 search_again:
1392         if (start > end)
1393                 goto out;
1394         spin_unlock(&tree->lock);
1395         cond_resched();
1396         first_iteration = false;
1397         goto again;
1398
1399 out:
1400         spin_unlock(&tree->lock);
1401         if (prealloc)
1402                 free_extent_state(prealloc);
1403
1404         return err;
1405 }
1406
1407 /* wrappers around set/clear extent bit */
1408 int set_record_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1409                            u32 bits, struct extent_changeset *changeset)
1410 {
1411         /*
1412          * We don't support EXTENT_LOCKED yet, as current changeset will
1413          * record any bits changed, so for EXTENT_LOCKED case, it will
1414          * either fail with -EEXIST or changeset will record the whole
1415          * range.
1416          */
1417         BUG_ON(bits & EXTENT_LOCKED);
1418
1419         return set_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, NULL, NULL, GFP_NOFS,
1420                               changeset);
1421 }
1422
1423 int set_extent_bits_nowait(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1424                            u32 bits)
1425 {
1426         return set_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, NULL, NULL,
1427                               GFP_NOWAIT, NULL);
1428 }
1429
1430 int clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1431                      u32 bits, int wake, int delete,
1432                      struct extent_state **cached)
1433 {
1434         return __clear_extent_bit(tree, start, end, bits, wake, delete,
1435                                   cached, GFP_NOFS, NULL);
1436 }
1437
1438 int clear_record_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1439                 u32 bits, struct extent_changeset *changeset)
1440 {
1441         /*
1442          * Don't support EXTENT_LOCKED case, same reason as
1443          * set_record_extent_bits().
1444          */
1445         BUG_ON(bits & EXTENT_LOCKED);
1446
1447         return __clear_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, 0, NULL, GFP_NOFS,
1448                                   changeset);
1449 }
1450
1451 /*
1452  * either insert or lock state struct between start and end use mask to tell
1453  * us if waiting is desired.
1454  */
1455 int lock_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1456                      struct extent_state **cached_state)
1457 {
1458         int err;
1459         u64 failed_start;
1460
1461         while (1) {
1462                 err = set_extent_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED,
1463                                      EXTENT_LOCKED, &failed_start,
1464                                      cached_state, GFP_NOFS, NULL);
1465                 if (err == -EEXIST) {
1466                         wait_extent_bit(tree, failed_start, end, EXTENT_LOCKED);
1467                         start = failed_start;
1468                 } else
1469                         break;
1470                 WARN_ON(start > end);
1471         }
1472         return err;
1473 }
1474
1475 int try_lock_extent(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end)
1476 {
1477         int err;
1478         u64 failed_start;
1479
1480         err = set_extent_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, EXTENT_LOCKED,
1481                              &failed_start, NULL, GFP_NOFS, NULL);
1482         if (err == -EEXIST) {
1483                 if (failed_start > start)
1484                         clear_extent_bit(tree, start, failed_start - 1,
1485                                          EXTENT_LOCKED, 1, 0, NULL);
1486                 return 0;
1487         }
1488         return 1;
1489 }
1490
1491 void extent_range_clear_dirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
1492 {
1493         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1494         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1495         struct page *page;
1496
1497         while (index <= end_index) {
1498                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
1499                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
1500                 clear_page_dirty_for_io(page);
1501                 put_page(page);
1502                 index++;
1503         }
1504 }
1505
1506 void extent_range_redirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
1507 {
1508         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1509         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1510         struct page *page;
1511
1512         while (index <= end_index) {
1513                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
1514                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
1515                 __set_page_dirty_nobuffers(page);
1516                 account_page_redirty(page);
1517                 put_page(page);
1518                 index++;
1519         }
1520 }
1521
1522 /* find the first state struct with 'bits' set after 'start', and
1523  * return it.  tree->lock must be held.  NULL will returned if
1524  * nothing was found after 'start'
1525  */
1526 static struct extent_state *
1527 find_first_extent_bit_state(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u32 bits)
1528 {
1529         struct rb_node *node;
1530         struct extent_state *state;
1531
1532         /*
1533          * this search will find all the extents that end after
1534          * our range starts.
1535          */
1536         node = tree_search(tree, start);
1537         if (!node)
1538                 goto out;
1539
1540         while (1) {
1541                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1542                 if (state->end >= start && (state->state & bits))
1543                         return state;
1544
1545                 node = rb_next(node);
1546                 if (!node)
1547                         break;
1548         }
1549 out:
1550         return NULL;
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Find the first offset in the io tree with one or more @bits set.
1555  *
1556  * Note: If there are multiple bits set in @bits, any of them will match.
1557  *
1558  * Return 0 if we find something, and update @start_ret and @end_ret.
1559  * Return 1 if we found nothing.
1560  */
1561 int find_first_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1562                           u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits,
1563                           struct extent_state **cached_state)
1564 {
1565         struct extent_state *state;
1566         int ret = 1;
1567
1568         spin_lock(&tree->lock);
1569         if (cached_state && *cached_state) {
1570                 state = *cached_state;
1571                 if (state->end == start - 1 && extent_state_in_tree(state)) {
1572                         while ((state = next_state(state)) != NULL) {
1573                                 if (state->state & bits)
1574                                         goto got_it;
1575                         }
1576                         free_extent_state(*cached_state);
1577                         *cached_state = NULL;
1578                         goto out;
1579                 }
1580                 free_extent_state(*cached_state);
1581                 *cached_state = NULL;
1582         }
1583
1584         state = find_first_extent_bit_state(tree, start, bits);
1585 got_it:
1586         if (state) {
1587                 cache_state_if_flags(state, cached_state, 0);
1588                 *start_ret = state->start;
1589                 *end_ret = state->end;
1590                 ret = 0;
1591         }
1592 out:
1593         spin_unlock(&tree->lock);
1594         return ret;
1595 }
1596
1597 /**
1598  * Find a contiguous area of bits
1599  *
1600  * @tree:      io tree to check
1601  * @start:     offset to start the search from
1602  * @start_ret: the first offset we found with the bits set
1603  * @end_ret:   the final contiguous range of the bits that were set
1604  * @bits:      bits to look for
1605  *
1606  * set_extent_bit and clear_extent_bit can temporarily split contiguous ranges
1607  * to set bits appropriately, and then merge them again.  During this time it
1608  * will drop the tree->lock, so use this helper if you want to find the actual
1609  * contiguous area for given bits.  We will search to the first bit we find, and
1610  * then walk down the tree until we find a non-contiguous area.  The area
1611  * returned will be the full contiguous area with the bits set.
1612  */
1613 int find_contiguous_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1614                                u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits)
1615 {
1616         struct extent_state *state;
1617         int ret = 1;
1618
1619         spin_lock(&tree->lock);
1620         state = find_first_extent_bit_state(tree, start, bits);
1621         if (state) {
1622                 *start_ret = state->start;
1623                 *end_ret = state->end;
1624                 while ((state = next_state(state)) != NULL) {
1625                         if (state->start > (*end_ret + 1))
1626                                 break;
1627                         *end_ret = state->end;
1628                 }
1629                 ret = 0;
1630         }
1631         spin_unlock(&tree->lock);
1632         return ret;
1633 }
1634
1635 /**
1636  * Find the first range that has @bits not set. This range could start before
1637  * @start.
1638  *
1639  * @tree:      the tree to search
1640  * @start:     offset at/after which the found extent should start
1641  * @start_ret: records the beginning of the range
1642  * @end_ret:   records the end of the range (inclusive)
1643  * @bits:      the set of bits which must be unset
1644  *
1645  * Since unallocated range is also considered one which doesn't have the bits
1646  * set it's possible that @end_ret contains -1, this happens in case the range
1647  * spans (last_range_end, end of device]. In this case it's up to the caller to
1648  * trim @end_ret to the appropriate size.
1649  */
1650 void find_first_clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1651                                  u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits)
1652 {
1653         struct extent_state *state;
1654         struct rb_node *node, *prev = NULL, *next;
1655
1656         spin_lock(&tree->lock);
1657
1658         /* Find first extent with bits cleared */
1659         while (1) {
1660                 node = __etree_search(tree, start, &next, &prev, NULL, NULL);
1661                 if (!node && !next && !prev) {
1662                         /*
1663                          * Tree is completely empty, send full range and let
1664                          * caller deal with it
1665                          */
1666                         *start_ret = 0;
1667                         *end_ret = -1;
1668                         goto out;
1669                 } else if (!node && !next) {
1670                         /*
1671                          * We are past the last allocated chunk, set start at
1672                          * the end of the last extent.
1673                          */
1674                         state = rb_entry(prev, struct extent_state, rb_node);
1675                         *start_ret = state->end + 1;
1676                         *end_ret = -1;
1677                         goto out;
1678                 } else if (!node) {
1679                         node = next;
1680                 }
1681                 /*
1682                  * At this point 'node' either contains 'start' or start is
1683                  * before 'node'
1684                  */
1685                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1686
1687                 if (in_range(start, state->start, state->end - state->start + 1)) {
1688                         if (state->state & bits) {
1689                                 /*
1690                                  * |--range with bits sets--|
1691                                  *    |
1692                                  *    start
1693                                  */
1694                                 start = state->end + 1;
1695                         } else {
1696                                 /*
1697                                  * 'start' falls within a range that doesn't
1698                                  * have the bits set, so take its start as
1699                                  * the beginning of the desired range
1700                                  *
1701                                  * |--range with bits cleared----|
1702                                  *      |
1703                                  *      start
1704                                  */
1705                                 *start_ret = state->start;
1706                                 break;
1707                         }
1708                 } else {
1709                         /*
1710                          * |---prev range---|---hole/unset---|---node range---|
1711                          *                          |
1712                          *                        start
1713                          *
1714                          *                        or
1715                          *
1716                          * |---hole/unset--||--first node--|
1717                          * 0   |
1718                          *    start
1719                          */
1720                         if (prev) {
1721                                 state = rb_entry(prev, struct extent_state,
1722                                                  rb_node);
1723                                 *start_ret = state->end + 1;
1724                         } else {
1725                                 *start_ret = 0;
1726                         }
1727                         break;
1728                 }
1729         }
1730
1731         /*
1732          * Find the longest stretch from start until an entry which has the
1733          * bits set
1734          */
1735         while (1) {
1736                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1737                 if (state->end >= start && !(state->state & bits)) {
1738                         *end_ret = state->end;
1739                 } else {
1740                         *end_ret = state->start - 1;
1741                         break;
1742                 }
1743
1744                 node = rb_next(node);
1745                 if (!node)
1746                         break;
1747         }
1748 out:
1749         spin_unlock(&tree->lock);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * find a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, not
1754  * more than 'max_bytes'.  start and end are used to return the range,
1755  *
1756  * true is returned if we find something, false if nothing was in the tree
1757  */
1758 bool btrfs_find_delalloc_range(struct extent_io_tree *tree, u64 *start,
1759                                u64 *end, u64 max_bytes,
1760                                struct extent_state **cached_state)
1761 {
1762         struct rb_node *node;
1763         struct extent_state *state;
1764         u64 cur_start = *start;
1765         bool found = false;
1766         u64 total_bytes = 0;
1767
1768         spin_lock(&tree->lock);
1769
1770         /*
1771          * this search will find all the extents that end after
1772          * our range starts.
1773          */
1774         node = tree_search(tree, cur_start);
1775         if (!node) {
1776                 *end = (u64)-1;
1777                 goto out;
1778         }
1779
1780         while (1) {
1781                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1782                 if (found && (state->start != cur_start ||
1783                               (state->state & EXTENT_BOUNDARY))) {
1784                         goto out;
1785                 }
1786                 if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC)) {
1787                         if (!found)
1788                                 *end = state->end;
1789                         goto out;
1790                 }
1791                 if (!found) {
1792                         *start = state->start;
1793                         *cached_state = state;
1794                         refcount_inc(&state->refs);
1795                 }
1796                 found = true;
1797                 *end = state->end;
1798                 cur_start = state->end + 1;
1799                 node = rb_next(node);
1800                 total_bytes += state->end - state->start + 1;
1801                 if (total_bytes >= max_bytes)
1802                         break;
1803                 if (!node)
1804                         break;
1805         }
1806 out:
1807         spin_unlock(&tree->lock);
1808         return found;
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Process one page for __process_pages_contig().
1813  *
1814  * Return >0 if we hit @page == @locked_page.
1815  * Return 0 if we updated the page status.
1816  * Return -EGAIN if the we need to try again.
1817  * (For PAGE_LOCK case but got dirty page or page not belong to mapping)
1818  */
1819 static int process_one_page(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1820                             struct address_space *mapping,
1821                             struct page *page, struct page *locked_page,
1822                             unsigned long page_ops, u64 start, u64 end)
1823 {
1824         u32 len;
1825
1826         ASSERT(end + 1 - start != 0 && end + 1 - start < U32_MAX);
1827         len = end + 1 - start;
1828
1829         if (page_ops & PAGE_SET_ORDERED)
1830                 btrfs_page_clamp_set_ordered(fs_info, page, start, len);
1831         if (page_ops & PAGE_SET_ERROR)
1832                 btrfs_page_clamp_set_error(fs_info, page, start, len);
1833         if (page_ops & PAGE_START_WRITEBACK) {
1834                 btrfs_page_clamp_clear_dirty(fs_info, page, start, len);
1835                 btrfs_page_clamp_set_writeback(fs_info, page, start, len);
1836         }
1837         if (page_ops & PAGE_END_WRITEBACK)
1838                 btrfs_page_clamp_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
1839
1840         if (page == locked_page)
1841                 return 1;
1842
1843         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
1844                 int ret;
1845
1846                 ret = btrfs_page_start_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1847                 if (ret)
1848                         return ret;
1849                 if (!PageDirty(page) || page->mapping != mapping) {
1850                         btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1851                         return -EAGAIN;
1852                 }
1853         }
1854         if (page_ops & PAGE_UNLOCK)
1855                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1856         return 0;
1857 }
1858
1859 static int __process_pages_contig(struct address_space *mapping,
1860                                   struct page *locked_page,
1861                                   u64 start, u64 end, unsigned long page_ops,
1862                                   u64 *processed_end)
1863 {
1864         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(mapping->host->i_sb);
1865         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
1866         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1867         pgoff_t index = start_index;
1868         unsigned long nr_pages = end_index - start_index + 1;
1869         unsigned long pages_processed = 0;
1870         struct page *pages[16];
1871         int err = 0;
1872         int i;
1873
1874         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
1875                 ASSERT(page_ops == PAGE_LOCK);
1876                 ASSERT(processed_end && *processed_end == start);
1877         }
1878
1879         if ((page_ops & PAGE_SET_ERROR) && nr_pages > 0)
1880                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
1881
1882         while (nr_pages > 0) {
1883                 int found_pages;
1884
1885                 found_pages = find_get_pages_contig(mapping, index,
1886                                      min_t(unsigned long,
1887                                      nr_pages, ARRAY_SIZE(pages)), pages);
1888                 if (found_pages == 0) {
1889                         /*
1890                          * Only if we're going to lock these pages, we can find
1891                          * nothing at @index.
1892                          */
1893                         ASSERT(page_ops & PAGE_LOCK);
1894                         err = -EAGAIN;
1895                         goto out;
1896                 }
1897
1898                 for (i = 0; i < found_pages; i++) {
1899                         int process_ret;
1900
1901                         process_ret = process_one_page(fs_info, mapping,
1902                                         pages[i], locked_page, page_ops,
1903                                         start, end);
1904                         if (process_ret < 0) {
1905                                 for (; i < found_pages; i++)
1906                                         put_page(pages[i]);
1907                                 err = -EAGAIN;
1908                                 goto out;
1909                         }
1910                         put_page(pages[i]);
1911                         pages_processed++;
1912                 }
1913                 nr_pages -= found_pages;
1914                 index += found_pages;
1915                 cond_resched();
1916         }
1917 out:
1918         if (err && processed_end) {
1919                 /*
1920                  * Update @processed_end. I know this is awful since it has
1921                  * two different return value patterns (inclusive vs exclusive).
1922                  *
1923                  * But the exclusive pattern is necessary if @start is 0, or we
1924                  * underflow and check against processed_end won't work as
1925                  * expected.
1926                  */
1927                 if (pages_processed)
1928                         *processed_end = min(end,
1929                         ((u64)(start_index + pages_processed) << PAGE_SHIFT) - 1);
1930                 else
1931                         *processed_end = start;
1932         }
1933         return err;
1934 }
1935
1936 static noinline void __unlock_for_delalloc(struct inode *inode,
1937                                            struct page *locked_page,
1938                                            u64 start, u64 end)
1939 {
1940         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1941         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1942
1943         ASSERT(locked_page);
1944         if (index == locked_page->index && end_index == index)
1945                 return;
1946
1947         __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, start, end,
1948                                PAGE_UNLOCK, NULL);
1949 }
1950
1951 static noinline int lock_delalloc_pages(struct inode *inode,
1952                                         struct page *locked_page,
1953                                         u64 delalloc_start,
1954                                         u64 delalloc_end)
1955 {
1956         unsigned long index = delalloc_start >> PAGE_SHIFT;
1957         unsigned long end_index = delalloc_end >> PAGE_SHIFT;
1958         u64 processed_end = delalloc_start;
1959         int ret;
1960
1961         ASSERT(locked_page);
1962         if (index == locked_page->index && index == end_index)
1963                 return 0;
1964
1965         ret = __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, delalloc_start,
1966                                      delalloc_end, PAGE_LOCK, &processed_end);
1967         if (ret == -EAGAIN && processed_end > delalloc_start)
1968                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page, delalloc_start,
1969                                       processed_end);
1970         return ret;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * Find and lock a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, no
1975  * more than @max_bytes.  @Start and @end are used to return the range,
1976  *
1977  * Return: true if we find something
1978  *         false if nothing was in the tree
1979  */
1980 EXPORT_FOR_TESTS
1981 noinline_for_stack bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
1982                                     struct page *locked_page, u64 *start,
1983                                     u64 *end)
1984 {
1985         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
1986         u64 max_bytes = BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
1987         u64 delalloc_start;
1988         u64 delalloc_end;
1989         bool found;
1990         struct extent_state *cached_state = NULL;
1991         int ret;
1992         int loops = 0;
1993
1994 again:
1995         /* step one, find a bunch of delalloc bytes starting at start */
1996         delalloc_start = *start;
1997         delalloc_end = 0;
1998         found = btrfs_find_delalloc_range(tree, &delalloc_start, &delalloc_end,
1999                                           max_bytes, &cached_state);
2000         if (!found || delalloc_end <= *start) {
2001                 *start = delalloc_start;
2002                 *end = delalloc_end;
2003                 free_extent_state(cached_state);
2004                 return false;
2005         }
2006
2007         /*
2008          * start comes from the offset of locked_page.  We have to lock
2009          * pages in order, so we can't process delalloc bytes before
2010          * locked_page
2011          */
2012         if (delalloc_start < *start)
2013                 delalloc_start = *start;
2014
2015         /*
2016          * make sure to limit the number of pages we try to lock down
2017          */
2018         if (delalloc_end + 1 - delalloc_start > max_bytes)
2019                 delalloc_end = delalloc_start + max_bytes - 1;
2020
2021         /* step two, lock all the pages after the page that has start */
2022         ret = lock_delalloc_pages(inode, locked_page,
2023                                   delalloc_start, delalloc_end);
2024         ASSERT(!ret || ret == -EAGAIN);
2025         if (ret == -EAGAIN) {
2026                 /* some of the pages are gone, lets avoid looping by
2027                  * shortening the size of the delalloc range we're searching
2028                  */
2029                 free_extent_state(cached_state);
2030                 cached_state = NULL;
2031                 if (!loops) {
2032                         max_bytes = PAGE_SIZE;
2033                         loops = 1;
2034                         goto again;
2035                 } else {
2036                         found = false;
2037                         goto out_failed;
2038                 }
2039         }
2040
2041         /* step three, lock the state bits for the whole range */
2042         lock_extent_bits(tree, delalloc_start, delalloc_end, &cached_state);
2043
2044         /* then test to make sure it is all still delalloc */
2045         ret = test_range_bit(tree, delalloc_start, delalloc_end,
2046                              EXTENT_DELALLOC, 1, cached_state);
2047         if (!ret) {
2048                 unlock_extent_cached(tree, delalloc_start, delalloc_end,
2049                                      &cached_state);
2050                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page,
2051                               delalloc_start, delalloc_end);
2052                 cond_resched();
2053                 goto again;
2054         }
2055         free_extent_state(cached_state);
2056         *start = delalloc_start;
2057         *end = delalloc_end;
2058 out_failed:
2059         return found;
2060 }
2061
2062 void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2063                                   struct page *locked_page,
2064                                   u32 clear_bits, unsigned long page_ops)
2065 {
2066         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits, 1, 0, NULL);
2067
2068         __process_pages_contig(inode->vfs_inode.i_mapping, locked_page,
2069                                start, end, page_ops, NULL);
2070 }
2071
2072 /*
2073  * count the number of bytes in the tree that have a given bit(s)
2074  * set.  This can be fairly slow, except for EXTENT_DIRTY which is
2075  * cached.  The total number found is returned.
2076  */
2077 u64 count_range_bits(struct extent_io_tree *tree,
2078                      u64 *start, u64 search_end, u64 max_bytes,
2079                      u32 bits, int contig)
2080 {
2081         struct rb_node *node;
2082         struct extent_state *state;
2083         u64 cur_start = *start;
2084         u64 total_bytes = 0;
2085         u64 last = 0;
2086         int found = 0;
2087
2088         if (WARN_ON(search_end <= cur_start))
2089                 return 0;
2090
2091         spin_lock(&tree->lock);
2092         if (cur_start == 0 && bits == EXTENT_DIRTY) {
2093                 total_bytes = tree->dirty_bytes;
2094                 goto out;
2095         }
2096         /*
2097          * this search will find all the extents that end after
2098          * our range starts.
2099          */
2100         node = tree_search(tree, cur_start);
2101         if (!node)
2102                 goto out;
2103
2104         while (1) {
2105                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2106                 if (state->start > search_end)
2107                         break;
2108                 if (contig && found && state->start > last + 1)
2109                         break;
2110                 if (state->end >= cur_start && (state->state & bits) == bits) {
2111                         total_bytes += min(search_end, state->end) + 1 -
2112                                        max(cur_start, state->start);
2113                         if (total_bytes >= max_bytes)
2114                                 break;
2115                         if (!found) {
2116                                 *start = max(cur_start, state->start);
2117                                 found = 1;
2118                         }
2119                         last = state->end;
2120                 } else if (contig && found) {
2121                         break;
2122                 }
2123                 node = rb_next(node);
2124                 if (!node)
2125                         break;
2126         }
2127 out:
2128         spin_unlock(&tree->lock);
2129         return total_bytes;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * set the private field for a given byte offset in the tree.  If there isn't
2134  * an extent_state there already, this does nothing.
2135  */
2136 int set_state_failrec(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
2137                       struct io_failure_record *failrec)
2138 {
2139         struct rb_node *node;
2140         struct extent_state *state;
2141         int ret = 0;
2142
2143         spin_lock(&tree->lock);
2144         /*
2145          * this search will find all the extents that end after
2146          * our range starts.
2147          */
2148         node = tree_search(tree, start);
2149         if (!node) {
2150                 ret = -ENOENT;
2151                 goto out;
2152         }
2153         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2154         if (state->start != start) {
2155                 ret = -ENOENT;
2156                 goto out;
2157         }
2158         state->failrec = failrec;
2159 out:
2160         spin_unlock(&tree->lock);
2161         return ret;
2162 }
2163
2164 struct io_failure_record *get_state_failrec(struct extent_io_tree *tree, u64 start)
2165 {
2166         struct rb_node *node;
2167         struct extent_state *state;
2168         struct io_failure_record *failrec;
2169
2170         spin_lock(&tree->lock);
2171         /*
2172          * this search will find all the extents that end after
2173          * our range starts.
2174          */
2175         node = tree_search(tree, start);
2176         if (!node) {
2177                 failrec = ERR_PTR(-ENOENT);
2178                 goto out;
2179         }
2180         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2181         if (state->start != start) {
2182                 failrec = ERR_PTR(-ENOENT);
2183                 goto out;
2184         }
2185
2186         failrec = state->failrec;
2187 out:
2188         spin_unlock(&tree->lock);
2189         return failrec;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * searches a range in the state tree for a given mask.
2194  * If 'filled' == 1, this returns 1 only if every extent in the tree
2195  * has the bits set.  Otherwise, 1 is returned if any bit in the
2196  * range is found set.
2197  */
2198 int test_range_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
2199                    u32 bits, int filled, struct extent_state *cached)
2200 {
2201         struct extent_state *state = NULL;
2202         struct rb_node *node;
2203         int bitset = 0;
2204
2205         spin_lock(&tree->lock);
2206         if (cached && extent_state_in_tree(cached) && cached->start <= start &&
2207             cached->end > start)
2208                 node = &cached->rb_node;
2209         else
2210                 node = tree_search(tree, start);
2211         while (node && start <= end) {
2212                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2213
2214                 if (filled && state->start > start) {
2215                         bitset = 0;
2216                         break;
2217                 }
2218
2219                 if (state->start > end)
2220                         break;
2221
2222                 if (state->state & bits) {
2223                         bitset = 1;
2224                         if (!filled)
2225                                 break;
2226                 } else if (filled) {
2227                         bitset = 0;
2228                         break;
2229                 }
2230
2231                 if (state->end == (u64)-1)
2232                         break;
2233
2234                 start = state->end + 1;
2235                 if (start > end)
2236                         break;
2237                 node = rb_next(node);
2238                 if (!node) {
2239                         if (filled)
2240                                 bitset = 0;
2241                         break;
2242                 }
2243         }
2244         spin_unlock(&tree->lock);
2245         return bitset;
2246 }
2247
2248 /*
2249  * helper function to set a given page up to date if all the
2250  * extents in the tree for that page are up to date
2251  */
2252 static void check_page_uptodate(struct extent_io_tree *tree, struct page *page)
2253 {
2254         u64 start = page_offset(page);
2255         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
2256         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_UPTODATE, 1, NULL))
2257                 SetPageUptodate(page);
2258 }
2259
2260 int free_io_failure(struct extent_io_tree *failure_tree,
2261                     struct extent_io_tree *io_tree,
2262                     struct io_failure_record *rec)
2263 {
2264         int ret;
2265         int err = 0;
2266
2267         set_state_failrec(failure_tree, rec->start, NULL);
2268         ret = clear_extent_bits(failure_tree, rec->start,
2269                                 rec->start + rec->len - 1,
2270                                 EXTENT_LOCKED | EXTENT_DIRTY);
2271         if (ret)
2272                 err = ret;
2273
2274         ret = clear_extent_bits(io_tree, rec->start,
2275                                 rec->start + rec->len - 1,
2276                                 EXTENT_DAMAGED);
2277         if (ret && !err)
2278                 err = ret;
2279
2280         kfree(rec);
2281         return err;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * this bypasses the standard btrfs submit functions deliberately, as
2286  * the standard behavior is to write all copies in a raid setup. here we only
2287  * want to write the one bad copy. so we do the mapping for ourselves and issue
2288  * submit_bio directly.
2289  * to avoid any synchronization issues, wait for the data after writing, which
2290  * actually prevents the read that triggered the error from finishing.
2291  * currently, there can be no more than two copies of every data bit. thus,
2292  * exactly one rewrite is required.
2293  */
2294 int repair_io_failure(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 ino, u64 start,
2295                       u64 length, u64 logical, struct page *page,
2296                       unsigned int pg_offset, int mirror_num)
2297 {
2298         struct bio *bio;
2299         struct btrfs_device *dev;
2300         u64 map_length = 0;
2301         u64 sector;
2302         struct btrfs_bio *bbio = NULL;
2303         int ret;
2304
2305         ASSERT(!(fs_info->sb->s_flags & SB_RDONLY));
2306         BUG_ON(!mirror_num);
2307
2308         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
2309                 return btrfs_repair_one_zone(fs_info, logical);
2310
2311         bio = btrfs_io_bio_alloc(1);
2312         bio->bi_iter.bi_size = 0;
2313         map_length = length;
2314
2315         /*
2316          * Avoid races with device replace and make sure our bbio has devices
2317          * associated to its stripes that don't go away while we are doing the
2318          * read repair operation.
2319          */
2320         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
2321         if (btrfs_is_parity_mirror(fs_info, logical, length)) {
2322                 /*
2323                  * Note that we don't use BTRFS_MAP_WRITE because it's supposed
2324                  * to update all raid stripes, but here we just want to correct
2325                  * bad stripe, thus BTRFS_MAP_READ is abused to only get the bad
2326                  * stripe's dev and sector.
2327                  */
2328                 ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_READ, logical,
2329                                       &map_length, &bbio, 0);
2330                 if (ret) {
2331                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2332                         bio_put(bio);
2333                         return -EIO;
2334                 }
2335                 ASSERT(bbio->mirror_num == 1);
2336         } else {
2337                 ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical,
2338                                       &map_length, &bbio, mirror_num);
2339                 if (ret) {
2340                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2341                         bio_put(bio);
2342                         return -EIO;
2343                 }
2344                 BUG_ON(mirror_num != bbio->mirror_num);
2345         }
2346
2347         sector = bbio->stripes[bbio->mirror_num - 1].physical >> 9;
2348         bio->bi_iter.bi_sector = sector;
2349         dev = bbio->stripes[bbio->mirror_num - 1].dev;
2350         btrfs_put_bbio(bbio);
2351         if (!dev || !dev->bdev ||
2352             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &dev->dev_state)) {
2353                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2354                 bio_put(bio);
2355                 return -EIO;
2356         }
2357         bio_set_dev(bio, dev->bdev);
2358         bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC;
2359         bio_add_page(bio, page, length, pg_offset);
2360
2361         if (btrfsic_submit_bio_wait(bio)) {
2362                 /* try to remap that extent elsewhere? */
2363                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2364                 bio_put(bio);
2365                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
2366                 return -EIO;
2367         }
2368
2369         btrfs_info_rl_in_rcu(fs_info,
2370                 "read error corrected: ino %llu off %llu (dev %s sector %llu)",
2371                                   ino, start,
2372                                   rcu_str_deref(dev->name), sector);
2373         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2374         bio_put(bio);
2375         return 0;
2376 }
2377
2378 int btrfs_repair_eb_io_failure(const struct extent_buffer *eb, int mirror_num)
2379 {
2380         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2381         u64 start = eb->start;
2382         int i, num_pages = num_extent_pages(eb);
2383         int ret = 0;
2384
2385         if (sb_rdonly(fs_info->sb))
2386                 return -EROFS;
2387
2388         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
2389                 struct page *p = eb->pages[i];
2390
2391                 ret = repair_io_failure(fs_info, 0, start, PAGE_SIZE, start, p,
2392                                         start - page_offset(p), mirror_num);
2393                 if (ret)
2394                         break;
2395                 start += PAGE_SIZE;
2396         }
2397
2398         return ret;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * each time an IO finishes, we do a fast check in the IO failure tree
2403  * to see if we need to process or clean up an io_failure_record
2404  */
2405 int clean_io_failure(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2406                      struct extent_io_tree *failure_tree,
2407                      struct extent_io_tree *io_tree, u64 start,
2408                      struct page *page, u64 ino, unsigned int pg_offset)
2409 {
2410         u64 private;
2411         struct io_failure_record *failrec;
2412         struct extent_state *state;
2413         int num_copies;
2414         int ret;
2415
2416         private = 0;
2417         ret = count_range_bits(failure_tree, &private, (u64)-1, 1,
2418                                EXTENT_DIRTY, 0);
2419         if (!ret)
2420                 return 0;
2421
2422         failrec = get_state_failrec(failure_tree, start);
2423         if (IS_ERR(failrec))
2424                 return 0;
2425
2426         BUG_ON(!failrec->this_mirror);
2427
2428         if (sb_rdonly(fs_info->sb))
2429                 goto out;
2430
2431         spin_lock(&io_tree->lock);
2432         state = find_first_extent_bit_state(io_tree,
2433                                             failrec->start,
2434                                             EXTENT_LOCKED);
2435         spin_unlock(&io_tree->lock);
2436
2437         if (state && state->start <= failrec->start &&
2438             state->end >= failrec->start + failrec->len - 1) {
2439                 num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, failrec->logical,
2440                                               failrec->len);
2441                 if (num_copies > 1)  {
2442                         repair_io_failure(fs_info, ino, start, failrec->len,
2443                                           failrec->logical, page, pg_offset,
2444                                           failrec->failed_mirror);
2445                 }
2446         }
2447
2448 out:
2449         free_io_failure(failure_tree, io_tree, failrec);
2450
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Can be called when
2456  * - hold extent lock
2457  * - under ordered extent
2458  * - the inode is freeing
2459  */
2460 void btrfs_free_io_failure_record(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2461 {
2462         struct extent_io_tree *failure_tree = &inode->io_failure_tree;
2463         struct io_failure_record *failrec;
2464         struct extent_state *state, *next;
2465
2466         if (RB_EMPTY_ROOT(&failure_tree->state))
2467                 return;
2468
2469         spin_lock(&failure_tree->lock);
2470         state = find_first_extent_bit_state(failure_tree, start, EXTENT_DIRTY);
2471         while (state) {
2472                 if (state->start > end)
2473                         break;
2474
2475                 ASSERT(state->end <= end);
2476
2477                 next = next_state(state);
2478
2479                 failrec = state->failrec;
2480                 free_extent_state(state);
2481                 kfree(failrec);
2482
2483                 state = next;
2484         }
2485         spin_unlock(&failure_tree->lock);
2486 }
2487
2488 static struct io_failure_record *btrfs_get_io_failure_record(struct inode *inode,
2489                                                              u64 start)
2490 {
2491         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2492         struct io_failure_record *failrec;
2493         struct extent_map *em;
2494         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
2495         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2496         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
2497         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2498         int ret;
2499         u64 logical;
2500
2501         failrec = get_state_failrec(failure_tree, start);
2502         if (!IS_ERR(failrec)) {
2503                 btrfs_debug(fs_info,
2504         "Get IO Failure Record: (found) logical=%llu, start=%llu, len=%llu",
2505                         failrec->logical, failrec->start, failrec->len);
2506                 /*
2507                  * when data can be on disk more than twice, add to failrec here
2508                  * (e.g. with a list for failed_mirror) to make
2509                  * clean_io_failure() clean all those errors at once.
2510                  */
2511
2512                 return failrec;
2513         }
2514
2515         failrec = kzalloc(sizeof(*failrec), GFP_NOFS);
2516         if (!failrec)
2517                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2518
2519         failrec->start = start;
2520         failrec->len = sectorsize;
2521         failrec->this_mirror = 0;
2522         failrec->bio_flags = 0;
2523
2524         read_lock(&em_tree->lock);
2525         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, failrec->len);
2526         if (!em) {
2527                 read_unlock(&em_tree->lock);
2528                 kfree(failrec);
2529                 return ERR_PTR(-EIO);
2530         }
2531
2532         if (em->start > start || em->start + em->len <= start) {
2533                 free_extent_map(em);
2534                 em = NULL;
2535         }
2536         read_unlock(&em_tree->lock);
2537         if (!em) {
2538                 kfree(failrec);
2539                 return ERR_PTR(-EIO);
2540         }
2541
2542         logical = start - em->start;
2543         logical = em->block_start + logical;
2544         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
2545                 logical = em->block_start;
2546                 failrec->bio_flags = EXTENT_BIO_COMPRESSED;
2547                 extent_set_compress_type(&failrec->bio_flags, em->compress_type);
2548         }
2549
2550         btrfs_debug(fs_info,
2551                     "Get IO Failure Record: (new) logical=%llu, start=%llu, len=%llu",
2552                     logical, start, failrec->len);
2553
2554         failrec->logical = logical;
2555         free_extent_map(em);
2556
2557         /* Set the bits in the private failure tree */
2558         ret = set_extent_bits(failure_tree, start, start + sectorsize - 1,
2559                               EXTENT_LOCKED | EXTENT_DIRTY);
2560         if (ret >= 0) {
2561                 ret = set_state_failrec(failure_tree, start, failrec);
2562                 /* Set the bits in the inode's tree */
2563                 ret = set_extent_bits(tree, start, start + sectorsize - 1,
2564                                       EXTENT_DAMAGED);
2565         } else if (ret < 0) {
2566                 kfree(failrec);
2567                 return ERR_PTR(ret);
2568         }
2569
2570         return failrec;
2571 }
2572
2573 static bool btrfs_check_repairable(struct inode *inode,
2574                                    struct io_failure_record *failrec,
2575                                    int failed_mirror)
2576 {
2577         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2578         int num_copies;
2579
2580         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, failrec->logical, failrec->len);
2581         if (num_copies == 1) {
2582                 /*
2583                  * we only have a single copy of the data, so don't bother with
2584                  * all the retry and error correction code that follows. no
2585                  * matter what the error is, it is very likely to persist.
2586                  */
2587                 btrfs_debug(fs_info,
2588                         "Check Repairable: cannot repair, num_copies=%d, next_mirror %d, failed_mirror %d",
2589                         num_copies, failrec->this_mirror, failed_mirror);
2590                 return false;
2591         }
2592
2593         /* The failure record should only contain one sector */
2594         ASSERT(failrec->len == fs_info->sectorsize);
2595
2596         /*
2597          * There are two premises:
2598          * a) deliver good data to the caller
2599          * b) correct the bad sectors on disk
2600          *
2601          * Since we're only doing repair for one sector, we only need to get
2602          * a good copy of the failed sector and if we succeed, we have setup
2603          * everything for repair_io_failure to do the rest for us.
2604          */
2605         failrec->failed_mirror = failed_mirror;
2606         failrec->this_mirror++;
2607         if (failrec->this_mirror == failed_mirror)
2608                 failrec->this_mirror++;
2609
2610         if (failrec->this_mirror > num_copies) {
2611                 btrfs_debug(fs_info,
2612                         "Check Repairable: (fail) num_copies=%d, next_mirror %d, failed_mirror %d",
2613                         num_copies, failrec->this_mirror, failed_mirror);
2614                 return false;
2615         }
2616
2617         return true;
2618 }
2619
2620 int btrfs_repair_one_sector(struct inode *inode,
2621                             struct bio *failed_bio, u32 bio_offset,
2622                             struct page *page, unsigned int pgoff,
2623                             u64 start, int failed_mirror,
2624                             submit_bio_hook_t *submit_bio_hook)
2625 {
2626         struct io_failure_record *failrec;
2627         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2628         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2629         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
2630         struct btrfs_io_bio *failed_io_bio = btrfs_io_bio(failed_bio);
2631         const int icsum = bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits;
2632         struct bio *repair_bio;
2633         struct btrfs_io_bio *repair_io_bio;
2634         blk_status_t status;
2635
2636         btrfs_debug(fs_info,
2637                    "repair read error: read error at %llu", start);
2638
2639         BUG_ON(bio_op(failed_bio) == REQ_OP_WRITE);
2640
2641         failrec = btrfs_get_io_failure_record(inode, start);
2642         if (IS_ERR(failrec))
2643                 return PTR_ERR(failrec);
2644
2645
2646         if (!btrfs_check_repairable(inode, failrec, failed_mirror)) {
2647                 free_io_failure(failure_tree, tree, failrec);
2648                 return -EIO;
2649         }
2650
2651         repair_bio = btrfs_io_bio_alloc(1);
2652         repair_io_bio = btrfs_io_bio(repair_bio);
2653         repair_bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2654         repair_bio->bi_end_io = failed_bio->bi_end_io;
2655         repair_bio->bi_iter.bi_sector = failrec->logical >> 9;
2656         repair_bio->bi_private = failed_bio->bi_private;
2657
2658         if (failed_io_bio->csum) {
2659                 const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
2660
2661                 repair_io_bio->csum = repair_io_bio->csum_inline;
2662                 memcpy(repair_io_bio->csum,
2663                        failed_io_bio->csum + csum_size * icsum, csum_size);
2664         }
2665
2666         bio_add_page(repair_bio, page, failrec->len, pgoff);
2667         repair_io_bio->logical = failrec->start;
2668         repair_io_bio->iter = repair_bio->bi_iter;
2669
2670         btrfs_debug(btrfs_sb(inode->i_sb),
2671                     "repair read error: submitting new read to mirror %d",
2672                     failrec->this_mirror);
2673
2674         status = submit_bio_hook(inode, repair_bio, failrec->this_mirror,
2675                                  failrec->bio_flags);
2676         if (status) {
2677                 free_io_failure(failure_tree, tree, failrec);
2678                 bio_put(repair_bio);
2679         }
2680         return blk_status_to_errno(status);
2681 }
2682
2683 static void end_page_read(struct page *page, bool uptodate, u64 start, u32 len)
2684 {
2685         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
2686
2687         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
2688                start + len <= page_offset(page) + PAGE_SIZE);
2689
2690         if (uptodate) {
2691                 btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
2692         } else {
2693                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
2694                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
2695         }
2696
2697         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE)
2698                 unlock_page(page);
2699         else
2700                 btrfs_subpage_end_reader(fs_info, page, start, len);
2701 }
2702
2703 static blk_status_t submit_read_repair(struct inode *inode,
2704                                       struct bio *failed_bio, u32 bio_offset,
2705                                       struct page *page, unsigned int pgoff,
2706                                       u64 start, u64 end, int failed_mirror,
2707                                       unsigned int error_bitmap,
2708                                       submit_bio_hook_t *submit_bio_hook)
2709 {
2710         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2711         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2712         const int nr_bits = (end + 1 - start) >> fs_info->sectorsize_bits;
2713         int error = 0;
2714         int i;
2715
2716         BUG_ON(bio_op(failed_bio) == REQ_OP_WRITE);
2717
2718         /* We're here because we had some read errors or csum mismatch */
2719         ASSERT(error_bitmap);
2720
2721         /*
2722          * We only get called on buffered IO, thus page must be mapped and bio
2723          * must not be cloned.
2724          */
2725         ASSERT(page->mapping && !bio_flagged(failed_bio, BIO_CLONED));
2726
2727         /* Iterate through all the sectors in the range */
2728         for (i = 0; i < nr_bits; i++) {
2729                 const unsigned int offset = i * sectorsize;
2730                 struct extent_state *cached = NULL;
2731                 bool uptodate = false;
2732                 int ret;
2733
2734                 if (!(error_bitmap & (1U << i))) {
2735                         /*
2736                          * This sector has no error, just end the page read
2737                          * and unlock the range.
2738                          */
2739                         uptodate = true;
2740                         goto next;
2741                 }
2742
2743                 ret = btrfs_repair_one_sector(inode, failed_bio,
2744                                 bio_offset + offset,
2745                                 page, pgoff + offset, start + offset,
2746                                 failed_mirror, submit_bio_hook);
2747                 if (!ret) {
2748                         /*
2749                          * We have submitted the read repair, the page release
2750                          * will be handled by the endio function of the
2751                          * submitted repair bio.
2752                          * Thus we don't need to do any thing here.
2753                          */
2754                         continue;
2755                 }
2756                 /*
2757                  * Repair failed, just record the error but still continue.
2758                  * Or the remaining sectors will not be properly unlocked.
2759                  */
2760                 if (!error)
2761                         error = ret;
2762 next:
2763                 end_page_read(page, uptodate, start + offset, sectorsize);
2764                 if (uptodate)
2765                         set_extent_uptodate(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
2766                                         start + offset,
2767                                         start + offset + sectorsize - 1,
2768                                         &cached, GFP_ATOMIC);
2769                 unlock_extent_cached_atomic(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
2770                                 start + offset,
2771                                 start + offset + sectorsize - 1,
2772                                 &cached);
2773         }
2774         return errno_to_blk_status(error);
2775 }
2776
2777 /* lots and lots of room for performance fixes in the end_bio funcs */
2778
2779 void end_extent_writepage(struct page *page, int err, u64 start, u64 end)
2780 {
2781         struct btrfs_inode *inode;
2782         const bool uptodate = (err == 0);
2783         int ret = 0;
2784
2785         ASSERT(page && page->mapping);
2786         inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
2787         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, start, end, uptodate);
2788
2789         if (!uptodate) {
2790                 ClearPageUptodate(page);
2791                 SetPageError(page);
2792                 ret = err < 0 ? err : -EIO;
2793                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2794         }
2795 }
2796
2797 /*
2798  * after a writepage IO is done, we need to:
2799  * clear the uptodate bits on error
2800  * clear the writeback bits in the extent tree for this IO
2801  * end_page_writeback if the page has no more pending IO
2802  *
2803  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
2804  * to have one and only one object corresponding to this IO.
2805  */
2806 static void end_bio_extent_writepage(struct bio *bio)
2807 {
2808         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
2809         struct bio_vec *bvec;
2810         u64 start;
2811         u64 end;
2812         struct bvec_iter_all iter_all;
2813         bool first_bvec = true;
2814
2815         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2816         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2817                 struct page *page = bvec->bv_page;
2818                 struct inode *inode = page->mapping->host;
2819                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2820                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2821
2822                 /* Our read/write should always be sector aligned. */
2823                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
2824                         btrfs_err(fs_info,
2825                 "partial page write in btrfs with offset %u and length %u",
2826                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
2827                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_len, sectorsize))
2828                         btrfs_info(fs_info,
2829                 "incomplete page write with offset %u and length %u",
2830                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
2831
2832                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
2833                 end = start + bvec->bv_len - 1;
2834
2835                 if (first_bvec) {
2836                         btrfs_record_physical_zoned(inode, start, bio);
2837                         first_bvec = false;
2838                 }
2839
2840                 end_extent_writepage(page, error, start, end);
2841
2842                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, bvec->bv_len);
2843         }
2844
2845         bio_put(bio);
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Record previously processed extent range
2850  *
2851  * For endio_readpage_release_extent() to handle a full extent range, reducing
2852  * the extent io operations.
2853  */
2854 struct processed_extent {
2855         struct btrfs_inode *inode;
2856         /* Start of the range in @inode */
2857         u64 start;
2858         /* End of the range in @inode */
2859         u64 end;
2860         bool uptodate;
2861 };
2862
2863 /*
2864  * Try to release processed extent range
2865  *
2866  * May not release the extent range right now if the current range is
2867  * contiguous to processed extent.
2868  *
2869  * Will release processed extent when any of @inode, @uptodate, the range is
2870  * no longer contiguous to the processed range.
2871  *
2872  * Passing @inode == NULL will force processed extent to be released.
2873  */
2874 static void endio_readpage_release_extent(struct processed_extent *processed,
2875                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2876                               bool uptodate)
2877 {
2878         struct extent_state *cached = NULL;
2879         struct extent_io_tree *tree;
2880
2881         /* The first extent, initialize @processed */
2882         if (!processed->inode)
2883                 goto update;
2884
2885         /*
2886          * Contiguous to processed extent, just uptodate the end.
2887          *
2888          * Several things to notice:
2889          *
2890          * - bio can be merged as long as on-disk bytenr is contiguous
2891          *   This means we can have page belonging to other inodes, thus need to
2892          *   check if the inode still matches.
2893          * - bvec can contain range beyond current page for multi-page bvec
2894          *   Thus we need to do processed->end + 1 >= start check
2895          */
2896         if (processed->inode == inode && processed->uptodate == uptodate &&
2897             processed->end + 1 >= start && end >= processed->end) {
2898                 processed->end = end;
2899                 return;
2900         }
2901
2902         tree = &processed->inode->io_tree;
2903         /*
2904          * Now we don't have range contiguous to the processed range, release
2905          * the processed range now.
2906          */
2907         if (processed->uptodate && tree->track_uptodate)
2908                 set_extent_uptodate(tree, processed->start, processed->end,
2909                                     &cached, GFP_ATOMIC);
2910         unlock_extent_cached_atomic(tree, processed->start, processed->end,
2911                                     &cached);
2912
2913 update:
2914         /* Update processed to current range */
2915         processed->inode = inode;
2916         processed->start = start;
2917         processed->end = end;
2918         processed->uptodate = uptodate;
2919 }
2920
2921 static void begin_page_read(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
2922 {
2923         ASSERT(PageLocked(page));
2924         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE)
2925                 return;
2926
2927         ASSERT(PagePrivate(page));
2928         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2929 }
2930
2931 /*
2932  * Find extent buffer for a givne bytenr.
2933  *
2934  * This is for end_bio_extent_readpage(), thus we can't do any unsafe locking
2935  * in endio context.
2936  */
2937 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_readpage(
2938                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
2939 {
2940         struct extent_buffer *eb;
2941
2942         /*
2943          * For regular sectorsize, we can use page->private to grab extent
2944          * buffer
2945          */
2946         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
2947                 ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
2948                 return (struct extent_buffer *)page->private;
2949         }
2950
2951         /* For subpage case, we need to lookup buffer radix tree */
2952         rcu_read_lock();
2953         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
2954                                bytenr >> fs_info->sectorsize_bits);
2955         rcu_read_unlock();
2956         ASSERT(eb);
2957         return eb;
2958 }
2959
2960 /*
2961  * after a readpage IO is done, we need to:
2962  * clear the uptodate bits on error
2963  * set the uptodate bits if things worked
2964  * set the page up to date if all extents in the tree are uptodate
2965  * clear the lock bit in the extent tree
2966  * unlock the page if there are no other extents locked for it
2967  *
2968  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
2969  * to have one and only one object corresponding to this IO.
2970  */
2971 static void end_bio_extent_readpage(struct bio *bio)
2972 {
2973         struct bio_vec *bvec;
2974         struct btrfs_io_bio *io_bio = btrfs_io_bio(bio);
2975         struct extent_io_tree *tree, *failure_tree;
2976         struct processed_extent processed = { 0 };
2977         /*
2978          * The offset to the beginning of a bio, since one bio can never be
2979          * larger than UINT_MAX, u32 here is enough.
2980          */
2981         u32 bio_offset = 0;
2982         int mirror;
2983         int ret;
2984         struct bvec_iter_all iter_all;
2985
2986         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2987         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2988                 bool uptodate = !bio->bi_status;
2989                 struct page *page = bvec->bv_page;
2990                 struct inode *inode = page->mapping->host;
2991                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2992                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2993                 unsigned int error_bitmap = (unsigned int)-1;
2994                 u64 start;
2995                 u64 end;
2996                 u32 len;
2997
2998                 btrfs_debug(fs_info,
2999                         "end_bio_extent_readpage: bi_sector=%llu, err=%d, mirror=%u",
3000                         bio->bi_iter.bi_sector, bio->bi_status,
3001                         io_bio->mirror_num);
3002                 tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3003                 failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
3004
3005                 /*
3006                  * We always issue full-sector reads, but if some block in a
3007                  * page fails to read, blk_update_request() will advance
3008                  * bv_offset and adjust bv_len to compensate.  Print a warning
3009                  * for unaligned offsets, and an error if they don't add up to
3010                  * a full sector.
3011                  */
3012                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
3013                         btrfs_err(fs_info,
3014                 "partial page read in btrfs with offset %u and length %u",
3015                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
3016                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset + bvec->bv_len,
3017                                      sectorsize))
3018                         btrfs_info(fs_info,
3019                 "incomplete page read with offset %u and length %u",
3020                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
3021
3022                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
3023                 end = start + bvec->bv_len - 1;
3024                 len = bvec->bv_len;
3025
3026                 mirror = io_bio->mirror_num;
3027                 if (likely(uptodate)) {
3028                         if (is_data_inode(inode)) {
3029                                 error_bitmap = btrfs_verify_data_csum(io_bio,
3030                                                 bio_offset, page, start, end);
3031                                 ret = error_bitmap;
3032                         } else {
3033                                 ret = btrfs_validate_metadata_buffer(io_bio,
3034                                         page, start, end, mirror);
3035                         }
3036                         if (ret)
3037                                 uptodate = false;
3038                         else
3039                                 clean_io_failure(BTRFS_I(inode)->root->fs_info,
3040                                                  failure_tree, tree, start,
3041                                                  page,
3042                                                  btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), 0);
3043                 }
3044
3045                 if (likely(uptodate))
3046                         goto readpage_ok;
3047
3048                 if (is_data_inode(inode)) {
3049                         /*
3050                          * btrfs_submit_read_repair() will handle all the good
3051                          * and bad sectors, we just continue to the next bvec.
3052                          */
3053                         submit_read_repair(inode, bio, bio_offset, page,
3054                                            start - page_offset(page), start,
3055                                            end, mirror, error_bitmap,
3056                                            btrfs_submit_data_bio);
3057
3058                         ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
3059                         bio_offset += len;
3060                         continue;
3061                 } else {
3062                         struct extent_buffer *eb;
3063
3064                         eb = find_extent_buffer_readpage(fs_info, page, start);
3065                         set_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3066                         eb->read_mirror = mirror;
3067                         atomic_dec(&eb->io_pages);
3068                         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_READAHEAD,
3069                                                &eb->bflags))
3070                                 btree_readahead_hook(eb, -EIO);
3071                 }
3072 readpage_ok:
3073                 if (likely(uptodate)) {
3074                         loff_t i_size = i_size_read(inode);
3075                         pgoff_t end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
3076
3077                         /*
3078                          * Zero out the remaining part if this range straddles
3079                          * i_size.
3080                          *
3081                          * Here we should only zero the range inside the bvec,
3082                          * not touch anything else.
3083                          *
3084                          * NOTE: i_size is exclusive while end is inclusive.
3085                          */
3086                         if (page->index == end_index && i_size <= end) {
3087                                 u32 zero_start = max(offset_in_page(i_size),
3088                                                      offset_in_page(start));
3089
3090                                 zero_user_segment(page, zero_start,
3091                                                   offset_in_page(end) + 1);
3092                         }
3093                 }
3094                 ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
3095                 bio_offset += len;
3096
3097                 /* Update page status and unlock */
3098                 end_page_read(page, uptodate, start, len);
3099                 endio_readpage_release_extent(&processed, BTRFS_I(inode),
3100                                               start, end, uptodate);
3101         }
3102         /* Release the last extent */
3103         endio_readpage_release_extent(&processed, NULL, 0, 0, false);
3104         btrfs_io_bio_free_csum(io_bio);
3105         bio_put(bio);
3106 }
3107
3108 /*
3109  * Initialize the members up to but not including 'bio'. Use after allocating a
3110  * new bio by bio_alloc_bioset as it does not initialize the bytes outside of
3111  * 'bio' because use of __GFP_ZERO is not supported.
3112  */
3113 static inline void btrfs_io_bio_init(struct btrfs_io_bio *btrfs_bio)
3114 {
3115         memset(btrfs_bio, 0, offsetof(struct btrfs_io_bio, bio));
3116 }
3117
3118 /*
3119  * The following helpers allocate a bio. As it's backed by a bioset, it'll
3120  * never fail.  We're returning a bio right now but you can call btrfs_io_bio
3121  * for the appropriate container_of magic
3122  */
3123 struct bio *btrfs_bio_alloc(u64 first_byte)
3124 {
3125         struct bio *bio;
3126
3127         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, BIO_MAX_VECS, &btrfs_bioset);
3128         bio->bi_iter.bi_sector = first_byte >> 9;
3129         btrfs_io_bio_init(btrfs_io_bio(bio));
3130         return bio;
3131 }
3132
3133 struct bio *btrfs_bio_clone(struct bio *bio)
3134 {
3135         struct btrfs_io_bio *btrfs_bio;
3136         struct bio *new;
3137
3138         /* Bio allocation backed by a bioset does not fail */
3139         new = bio_clone_fast(bio, GFP_NOFS, &btrfs_bioset);
3140         btrfs_bio = btrfs_io_bio(new);
3141         btrfs_io_bio_init(btrfs_bio);
3142         btrfs_bio->iter = bio->bi_iter;
3143         return new;
3144 }
3145
3146 struct bio *btrfs_io_bio_alloc(unsigned int nr_iovecs)
3147 {
3148         struct bio *bio;
3149
3150         /* Bio allocation backed by a bioset does not fail */
3151         bio = bio_alloc_bioset(GFP_NOFS, nr_iovecs, &btrfs_bioset);
3152         btrfs_io_bio_init(btrfs_io_bio(bio));
3153         return bio;
3154 }
3155
3156 struct bio *btrfs_bio_clone_partial(struct bio *orig, int offset, int size)
3157 {
3158         struct bio *bio;
3159         struct btrfs_io_bio *btrfs_bio;
3160
3161         /* this will never fail when it's backed by a bioset */
3162         bio = bio_clone_fast(orig, GFP_NOFS, &btrfs_bioset);
3163         ASSERT(bio);
3164
3165         btrfs_bio = btrfs_io_bio(bio);
3166         btrfs_io_bio_init(btrfs_bio);
3167
3168         bio_trim(bio, offset >> 9, size >> 9);
3169         btrfs_bio->iter = bio->bi_iter;
3170         return bio;
3171 }
3172
3173 /**
3174  * Attempt to add a page to bio
3175  *
3176  * @bio:        destination bio
3177  * @page:       page to add to the bio
3178  * @disk_bytenr:  offset of the new bio or to check whether we are adding
3179  *                a contiguous page to the previous one
3180  * @pg_offset:  starting offset in the page
3181  * @size:       portion of page that we want to write
3182  * @prev_bio_flags:  flags of previous bio to see if we can merge the current one
3183  * @bio_flags:  flags of the current bio to see if we can merge them
3184  * @return:     true if page was added, false otherwise
3185  *
3186  * Attempt to add a page to bio considering stripe alignment etc.
3187  *
3188  * Return true if successfully page added. Otherwise, return false.
3189  */
3190 static bool btrfs_bio_add_page(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3191                                struct page *page,
3192                                u64 disk_bytenr, unsigned int size,
3193                                unsigned int pg_offset,
3194                                unsigned long bio_flags)
3195 {
3196         struct bio *bio = bio_ctrl->bio;
3197         u32 bio_size = bio->bi_iter.bi_size;
3198         const sector_t sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
3199         bool contig;
3200         int ret;
3201
3202         ASSERT(bio);
3203         /* The limit should be calculated when bio_ctrl->bio is allocated */
3204         ASSERT(bio_ctrl->len_to_oe_boundary && bio_ctrl->len_to_stripe_boundary);
3205         if (bio_ctrl->bio_flags != bio_flags)
3206                 return false;
3207
3208         if (bio_ctrl->bio_flags & EXTENT_BIO_COMPRESSED)
3209                 contig = bio->bi_iter.bi_sector == sector;
3210         else
3211                 contig = bio_end_sector(bio) == sector;
3212         if (!contig)
3213                 return false;
3214
3215         if (bio_size + size > bio_ctrl->len_to_oe_boundary ||
3216             bio_size + size > bio_ctrl->len_to_stripe_boundary)
3217                 return false;
3218
3219         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
3220                 ret = bio_add_zone_append_page(bio, page, size, pg_offset);
3221         else
3222                 ret = bio_add_page(bio, page, size, pg_offset);
3223
3224         return ret == size;
3225 }
3226
3227 static int calc_bio_boundaries(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3228                                struct btrfs_inode *inode)
3229 {
3230         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3231         struct btrfs_io_geometry geom;
3232         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
3233         struct extent_map *em;
3234         u64 logical = (bio_ctrl->bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT);
3235         int ret;
3236
3237         /*
3238          * Pages for compressed extent are never submitted to disk directly,
3239          * thus it has no real boundary, just set them to U32_MAX.
3240          *
3241          * The split happens for real compressed bio, which happens in
3242          * btrfs_submit_compressed_read/write().
3243          */
3244         if (bio_ctrl->bio_flags & EXTENT_BIO_COMPRESSED) {
3245                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3246                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
3247                 return 0;
3248         }
3249         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
3250         if (IS_ERR(em))
3251                 return PTR_ERR(em);
3252         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(bio_ctrl->bio),
3253                                     logical, &geom);
3254         free_extent_map(em);
3255         if (ret < 0) {
3256                 return ret;
3257         }
3258         if (geom.len > U32_MAX)
3259                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
3260         else
3261                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = (u32)geom.len;
3262
3263         if (!btrfs_is_zoned(fs_info) ||
3264             bio_op(bio_ctrl->bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND) {
3265                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3266                 return 0;
3267         }
3268
3269         /* Ordered extent not yet created, so we're good */
3270         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, logical);
3271         if (!ordered) {
3272                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3273                 return 0;
3274         }
3275
3276         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = min_t(u32, U32_MAX,
3277                 ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes - logical);
3278         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
3279         return 0;
3280 }
3281
3282 /*
3283  * @opf:        bio REQ_OP_* and REQ_* flags as one value
3284  * @wbc:        optional writeback control for io accounting
3285  * @page:       page to add to the bio
3286  * @disk_bytenr: logical bytenr where the write will be
3287  * @size:       portion of page that we want to write to
3288  * @pg_offset:  offset of the new bio or to check whether we are adding
3289  *              a contiguous page to the previous one
3290  * @bio_ret:    must be valid pointer, newly allocated bio will be stored there
3291  * @end_io_func:     end_io callback for new bio
3292  * @mirror_num:      desired mirror to read/write
3293  * @prev_bio_flags:  flags of previous bio to see if we can merge the current one
3294  * @bio_flags:  flags of the current bio to see if we can merge them
3295  */
3296 static int submit_extent_page(unsigned int opf,
3297                               struct writeback_control *wbc,
3298                               struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3299                               struct page *page, u64 disk_bytenr,
3300                               size_t size, unsigned long pg_offset,
3301                               bio_end_io_t end_io_func,
3302                               int mirror_num,
3303                               unsigned long bio_flags,
3304                               bool force_bio_submit)
3305 {
3306         int ret = 0;
3307         struct bio *bio;
3308         size_t io_size = min_t(size_t, size, PAGE_SIZE);
3309         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
3310         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
3311         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3312
3313         ASSERT(bio_ctrl);
3314
3315         ASSERT(pg_offset < PAGE_SIZE && size <= PAGE_SIZE &&
3316                pg_offset + size <= PAGE_SIZE);
3317         if (bio_ctrl->bio) {
3318                 bio = bio_ctrl->bio;
3319                 if (force_bio_submit ||
3320                     !btrfs_bio_add_page(bio_ctrl, page, disk_bytenr, io_size,
3321                                         pg_offset, bio_flags)) {
3322                         ret = submit_one_bio(bio, mirror_num, bio_ctrl->bio_flags);
3323                         bio_ctrl->bio = NULL;
3324                         if (ret < 0)
3325                                 return ret;
3326                 } else {
3327                         if (wbc)
3328                                 wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, io_size);
3329                         return 0;
3330                 }
3331         }
3332
3333         bio = btrfs_bio_alloc(disk_bytenr);
3334         bio_add_page(bio, page, io_size, pg_offset);
3335         bio->bi_end_io = end_io_func;
3336         bio->bi_private = tree;
3337         bio->bi_write_hint = page->mapping->host->i_write_hint;
3338         bio->bi_opf = opf;
3339         if (wbc) {
3340                 struct block_device *bdev;
3341
3342                 bdev = fs_info->fs_devices->latest_bdev;
3343                 bio_set_dev(bio, bdev);
3344                 wbc_init_bio(wbc, bio);
3345                 wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, io_size);
3346         }
3347         if (btrfs_is_zoned(fs_info) && bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
3348                 struct btrfs_device *device;
3349
3350                 device = btrfs_zoned_get_device(fs_info, disk_bytenr, io_size);
3351                 if (IS_ERR(device))
3352                         return PTR_ERR(device);
3353
3354                 btrfs_io_bio(bio)->device = device;
3355         }
3356
3357         bio_ctrl->bio = bio;
3358         bio_ctrl->bio_flags = bio_flags;
3359         ret = calc_bio_boundaries(bio_ctrl, inode);
3360
3361         return ret;
3362 }
3363
3364 static int attach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb,
3365                                      struct page *page,
3366                                      struct btrfs_subpage *prealloc)
3367 {
3368         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3369         int ret = 0;
3370
3371         /*
3372          * If the page is mapped to btree inode, we should hold the private
3373          * lock to prevent race.
3374          * For cloned or dummy extent buffers, their pages are not mapped and
3375          * will not race with any other ebs.
3376          */
3377         if (page->mapping)
3378                 lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
3379
3380         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
3381                 if (!PagePrivate(page))
3382                         attach_page_private(page, eb);
3383                 else
3384                         WARN_ON(page->private != (unsigned long)eb);
3385                 return 0;
3386         }
3387
3388         /* Already mapped, just free prealloc */
3389         if (PagePrivate(page)) {
3390                 btrfs_free_subpage(prealloc);
3391                 return 0;
3392         }
3393
3394         if (prealloc)
3395                 /* Has preallocated memory for subpage */
3396                 attach_page_private(page, prealloc);
3397         else
3398                 /* Do new allocation to attach subpage */
3399                 ret = btrfs_attach_subpage(fs_info, page,
3400                                            BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
3401         return ret;
3402 }
3403
3404 int set_page_extent_mapped(struct page *page)
3405 {
3406         struct btrfs_fs_info *fs_info;
3407
3408         ASSERT(page->mapping);
3409
3410         if (PagePrivate(page))
3411                 return 0;
3412
3413         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
3414
3415         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
3416                 return btrfs_attach_subpage(fs_info, page, BTRFS_SUBPAGE_DATA);
3417
3418         attach_page_private(page, (void *)EXTENT_PAGE_PRIVATE);
3419         return 0;
3420 }
3421
3422 void clear_page_extent_mapped(struct page *page)
3423 {
3424         struct btrfs_fs_info *fs_info;
3425
3426         ASSERT(page->mapping);
3427
3428         if (!PagePrivate(page))
3429                 return;
3430
3431         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
3432         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
3433                 return btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3434
3435         detach_page_private(page);
3436 }
3437
3438 static struct extent_map *
3439 __get_extent_map(struct inode *inode, struct page *page, size_t pg_offset,
3440                  u64 start, u64 len, struct extent_map **em_cached)
3441 {
3442         struct extent_map *em;
3443
3444         if (em_cached && *em_cached) {
3445                 em = *em_cached;
3446                 if (extent_map_in_tree(em) && start >= em->start &&
3447                     start < extent_map_end(em)) {
3448                         refcount_inc(&em->refs);
3449                         return em;
3450                 }
3451
3452                 free_extent_map(em);
3453                 *em_cached = NULL;
3454         }
3455
3456         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), page, pg_offset, start, len);
3457         if (em_cached && !IS_ERR_OR_NULL(em)) {
3458                 BUG_ON(*em_cached);
3459                 refcount_inc(&em->refs);
3460                 *em_cached = em;
3461         }
3462         return em;
3463 }
3464 /*
3465  * basic readpage implementation.  Locked extent state structs are inserted
3466  * into the tree that are removed when the IO is done (by the end_io
3467  * handlers)
3468  * XXX JDM: This needs looking at to ensure proper page locking
3469  * return 0 on success, otherwise return error
3470  */
3471 int btrfs_do_readpage(struct page *page, struct extent_map **em_cached,
3472                       struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3473                       unsigned int read_flags, u64 *prev_em_start)
3474 {
3475         struct inode *inode = page->mapping->host;
3476         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3477         u64 start = page_offset(page);
3478         const u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3479         u64 cur = start;
3480         u64 extent_offset;
3481         u64 last_byte = i_size_read(inode);
3482         u64 block_start;
3483         u64 cur_end;
3484         struct extent_map *em;
3485         int ret = 0;
3486         int nr = 0;
3487         size_t pg_offset = 0;
3488         size_t iosize;
3489         size_t blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
3490         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3491
3492         ret = set_page_extent_mapped(page);
3493         if (ret < 0) {
3494                 unlock_extent(tree, start, end);
3495                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, PAGE_SIZE);
3496                 unlock_page(page);
3497                 goto out;
3498         }
3499
3500         if (!PageUptodate(page)) {
3501                 if (cleancache_get_page(page) == 0) {
3502                         BUG_ON(blocksize != PAGE_SIZE);
3503                         unlock_extent(tree, start, end);
3504                         unlock_page(page);
3505                         goto out;
3506                 }
3507         }
3508
3509         if (page->index == last_byte >> PAGE_SHIFT) {
3510                 size_t zero_offset = offset_in_page(last_byte);
3511
3512                 if (zero_offset) {
3513                         iosize = PAGE_SIZE - zero_offset;
3514                         memzero_page(page, zero_offset, iosize);
3515                         flush_dcache_page(page);
3516                 }
3517         }
3518         begin_page_read(fs_info, page);
3519         while (cur <= end) {
3520                 unsigned long this_bio_flag = 0;
3521                 bool force_bio_submit = false;
3522                 u64 disk_bytenr;
3523
3524                 if (cur >= last_byte) {
3525                         struct extent_state *cached = NULL;
3526
3527                         iosize = PAGE_SIZE - pg_offset;
3528                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
3529                         flush_dcache_page(page);
3530                         set_extent_uptodate(tree, cur, cur + iosize - 1,
3531                                             &cached, GFP_NOFS);
3532                         unlock_extent_cached(tree, cur,
3533                                              cur + iosize - 1, &cached);
3534                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3535                         break;
3536                 }
3537                 em = __get_extent_map(inode, page, pg_offset, cur,
3538                                       end - cur + 1, em_cached);
3539                 if (IS_ERR_OR_NULL(em)) {
3540                         unlock_extent(tree, cur, end);
3541                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
3542                         break;
3543                 }
3544                 extent_offset = cur - em->start;
3545                 BUG_ON(extent_map_end(em) <= cur);
3546                 BUG_ON(end < cur);
3547
3548                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
3549                         this_bio_flag |= EXTENT_BIO_COMPRESSED;
3550                         extent_set_compress_type(&this_bio_flag,
3551                                                  em->compress_type);
3552                 }
3553
3554                 iosize = min(extent_map_end(em) - cur, end - cur + 1);
3555                 cur_end = min(extent_map_end(em) - 1, end);
3556                 iosize = ALIGN(iosize, blocksize);
3557                 if (this_bio_flag & EXTENT_BIO_COMPRESSED)
3558                         disk_bytenr = em->block_start;
3559                 else
3560                         disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
3561                 block_start = em->block_start;
3562                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
3563                         block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
3564
3565                 /*
3566                  * If we have a file range that points to a compressed extent
3567                  * and it's followed by a consecutive file range that points
3568                  * to the same compressed extent (possibly with a different
3569                  * offset and/or length, so it either points to the whole extent
3570                  * or only part of it), we must make sure we do not submit a
3571                  * single bio to populate the pages for the 2 ranges because
3572                  * this makes the compressed extent read zero out the pages
3573                  * belonging to the 2nd range. Imagine the following scenario:
3574                  *
3575                  *  File layout
3576                  *  [0 - 8K]                     [8K - 24K]
3577                  *    |                               |
3578                  *    |                               |
3579                  * points to extent X,         points to extent X,
3580                  * offset 4K, length of 8K     offset 0, length 16K
3581                  *
3582                  * [extent X, compressed length = 4K uncompressed length = 16K]
3583                  *
3584                  * If the bio to read the compressed extent covers both ranges,
3585                  * it will decompress extent X into the pages belonging to the
3586                  * first range and then it will stop, zeroing out the remaining
3587                  * pages that belong to the other range that points to extent X.
3588                  * So here we make sure we submit 2 bios, one for the first
3589                  * range and another one for the third range. Both will target
3590                  * the same physical extent from disk, but we can't currently
3591                  * make the compressed bio endio callback populate the pages
3592                  * for both ranges because each compressed bio is tightly
3593                  * coupled with a single extent map, and each range can have
3594                  * an extent map with a different offset value relative to the
3595                  * uncompressed data of our extent and different lengths. This
3596                  * is a corner case so we prioritize correctness over
3597                  * non-optimal behavior (submitting 2 bios for the same extent).
3598                  */
3599                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) &&
3600                     prev_em_start && *prev_em_start != (u64)-1 &&
3601                     *prev_em_start != em->start)
3602                         force_bio_submit = true;
3603
3604                 if (prev_em_start)
3605                         *prev_em_start = em->start;
3606
3607                 free_extent_map(em);
3608                 em = NULL;
3609
3610                 /* we've found a hole, just zero and go on */
3611                 if (block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
3612                         struct extent_state *cached = NULL;
3613
3614                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
3615                         flush_dcache_page(page);
3616
3617                         set_extent_uptodate(tree, cur, cur + iosize - 1,
3618                                             &cached, GFP_NOFS);
3619                         unlock_extent_cached(tree, cur,
3620                                              cur + iosize - 1, &cached);
3621                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3622                         cur = cur + iosize;
3623                         pg_offset += iosize;
3624                         continue;
3625                 }
3626                 /* the get_extent function already copied into the page */
3627                 if (test_range_bit(tree, cur, cur_end,
3628                                    EXTENT_UPTODATE, 1, NULL)) {
3629                         check_page_uptodate(tree, page);
3630                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1);
3631                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3632                         cur = cur + iosize;
3633                         pg_offset += iosize;
3634                         continue;
3635                 }
3636                 /* we have an inline extent but it didn't get marked up
3637                  * to date.  Error out
3638                  */
3639                 if (block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
3640                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1);
3641                         end_page_read(page, false, cur, iosize);
3642                         cur = cur + iosize;
3643                         pg_offset += iosize;
3644                         continue;
3645                 }
3646
3647                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ | read_flags, NULL,
3648                                          bio_ctrl, page, disk_bytenr, iosize,
3649                                          pg_offset,
3650                                          end_bio_extent_readpage, 0,
3651                                          this_bio_flag,
3652                                          force_bio_submit);
3653                 if (!ret) {
3654                         nr++;
3655                 } else {
3656                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1);
3657                         end_page_read(page, false, cur, iosize);
3658                         goto out;
3659                 }
3660                 cur = cur + iosize;
3661                 pg_offset += iosize;
3662         }
3663 out:
3664         return ret;
3665 }
3666
3667 static inline void contiguous_readpages(struct page *pages[], int nr_pages,
3668                                         u64 start, u64 end,
3669                                         struct extent_map **em_cached,
3670                                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3671                                         u64 *prev_em_start)
3672 {
3673         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(pages[0]->mapping->host);
3674         int index;
3675
3676         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
3677
3678         for (index = 0; index < nr_pages; index++) {
3679                 btrfs_do_readpage(pages[index], em_cached, bio_ctrl,
3680                                   REQ_RAHEAD, prev_em_start);
3681                 put_page(pages[index]);
3682         }
3683 }
3684
3685 static void update_nr_written(struct writeback_control *wbc,
3686                               unsigned long nr_written)
3687 {
3688         wbc->nr_to_write -= nr_written;
3689 }
3690
3691 /*
3692  * helper for __extent_writepage, doing all of the delayed allocation setup.
3693  *
3694  * This returns 1 if btrfs_run_delalloc_range function did all the work required
3695  * to write the page (copy into inline extent).  In this case the IO has
3696  * been started and the page is already unlocked.
3697  *
3698  * This returns 0 if all went well (page still locked)
3699  * This returns < 0 if there were errors (page still locked)
3700  */
3701 static noinline_for_stack int writepage_delalloc(struct btrfs_inode *inode,
3702                 struct page *page, struct writeback_control *wbc,
3703                 u64 delalloc_start, unsigned long *nr_written)
3704 {
3705         u64 page_end = delalloc_start + PAGE_SIZE - 1;
3706         bool found;
3707         u64 delalloc_to_write = 0;
3708         u64 delalloc_end = 0;
3709         int ret;
3710         int page_started = 0;
3711
3712
3713         while (delalloc_end < page_end) {
3714                 found = find_lock_delalloc_range(&inode->vfs_inode, page,
3715                                                &delalloc_start,
3716                                                &delalloc_end);
3717                 if (!found) {
3718                         delalloc_start = delalloc_end + 1;
3719                         continue;
3720                 }
3721                 ret = btrfs_run_delalloc_range(inode, page, delalloc_start,
3722                                 delalloc_end, &page_started, nr_written, wbc);
3723                 if (ret) {
3724                         SetPageError(page);
3725                         /*
3726                          * btrfs_run_delalloc_range should return < 0 for error
3727                          * but just in case, we use > 0 here meaning the IO is
3728                          * started, so we don't want to return > 0 unless
3729                          * things are going well.
3730                          */
3731                         return ret < 0 ? ret : -EIO;
3732                 }
3733                 /*
3734                  * delalloc_end is already one less than the total length, so
3735                  * we don't subtract one from PAGE_SIZE
3736                  */
3737                 delalloc_to_write += (delalloc_end - delalloc_start +
3738                                       PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
3739                 delalloc_start = delalloc_end + 1;
3740         }
3741         if (wbc->nr_to_write < delalloc_to_write) {
3742                 int thresh = 8192;
3743
3744                 if (delalloc_to_write < thresh * 2)
3745                         thresh = delalloc_to_write;
3746                 wbc->nr_to_write = min_t(u64, delalloc_to_write,
3747                                          thresh);
3748         }
3749
3750         /* did the fill delalloc function already unlock and start
3751          * the IO?
3752          */
3753         if (page_started) {
3754                 /*
3755                  * we've unlocked the page, so we can't update
3756                  * the mapping's writeback index, just update
3757                  * nr_to_write.
3758                  */
3759                 wbc->nr_to_write -= *nr_written;
3760                 return 1;
3761         }
3762
3763         return 0;
3764 }
3765
3766 /*
3767  * Find the first byte we need to write.
3768  *
3769  * For subpage, one page can contain several sectors, and
3770  * __extent_writepage_io() will just grab all extent maps in the page
3771  * range and try to submit all non-inline/non-compressed extents.
3772  *
3773  * This is a big problem for subpage, we shouldn't re-submit already written
3774  * data at all.
3775  * This function will lookup subpage dirty bit to find which range we really
3776  * need to submit.
3777  *
3778  * Return the next dirty range in [@start, @end).
3779  * If no dirty range is found, @start will be page_offset(page) + PAGE_SIZE.
3780  */
3781 static void find_next_dirty_byte(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3782                                  struct page *page, u64 *start, u64 *end)
3783 {
3784         struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
3785         u64 orig_start = *start;
3786         /* Declare as unsigned long so we can use bitmap ops */
3787         unsigned long dirty_bitmap;
3788         unsigned long flags;
3789         int nbits = (orig_start - page_offset(page)) >> fs_info->sectorsize_bits;
3790         int range_start_bit = nbits;
3791         int range_end_bit;
3792
3793         /*
3794          * For regular sector size == page size case, since one page only
3795          * contains one sector, we return the page offset directly.
3796          */
3797         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
3798                 *start = page_offset(page);
3799                 *end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
3800                 return;
3801         }
3802
3803         /* We should have the page locked, but just in case */
3804         spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
3805         dirty_bitmap = subpage->dirty_bitmap;
3806         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
3807
3808         bitmap_next_set_region(&dirty_bitmap, &range_start_bit, &range_end_bit,
3809                                BTRFS_SUBPAGE_BITMAP_SIZE);
3810         *start = page_offset(page) + range_start_bit * fs_info->sectorsize;
3811         *end = page_offset(page) + range_end_bit * fs_info->sectorsize;
3812 }
3813
3814 /*
3815  * helper for __extent_writepage.  This calls the writepage start hooks,
3816  * and does the loop to map the page into extents and bios.
3817  *
3818  * We return 1 if the IO is started and the page is unlocked,
3819  * 0 if all went well (page still locked)
3820  * < 0 if there were errors (page still locked)
3821  */
3822 static noinline_for_stack int __extent_writepage_io(struct btrfs_inode *inode,
3823                                  struct page *page,
3824                                  struct writeback_control *wbc,
3825                                  struct extent_page_data *epd,
3826                                  loff_t i_size,
3827                                  unsigned long nr_written,
3828                                  int *nr_ret)
3829 {
3830         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3831         u64 cur = page_offset(page);
3832         u64 end = cur + PAGE_SIZE - 1;
3833         u64 extent_offset;
3834         u64 block_start;
3835         struct extent_map *em;
3836         int ret = 0;
3837         int nr = 0;
3838         u32 opf = REQ_OP_WRITE;
3839         const unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
3840         bool compressed;
3841
3842         ret = btrfs_writepage_cow_fixup(page);
3843         if (ret) {
3844                 /* Fixup worker will requeue */
3845                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
3846                 update_nr_written(wbc, nr_written);
3847                 unlock_page(page);
3848                 return 1;
3849         }
3850
3851         /*
3852          * we don't want to touch the inode after unlocking the page,
3853          * so we update the mapping writeback index now
3854          */
3855         update_nr_written(wbc, nr_written + 1);
3856
3857         while (cur <= end) {
3858                 u64 disk_bytenr;
3859                 u64 em_end;
3860                 u64 dirty_range_start = cur;
3861                 u64 dirty_range_end;
3862                 u32 iosize;
3863
3864                 if (cur >= i_size) {
3865                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, cur,
3866                                                              end, true);
3867                         break;
3868                 }
3869
3870                 find_next_dirty_byte(fs_info, page, &dirty_range_start,
3871                                      &dirty_range_end);
3872                 if (cur < dirty_range_start) {
3873                         cur = dirty_range_start;
3874                         continue;
3875                 }
3876
3877                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur, end - cur + 1);
3878                 if (IS_ERR_OR_NULL(em)) {
3879                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, end - cur + 1);
3880                         ret = PTR_ERR_OR_ZERO(em);
3881                         break;
3882                 }
3883
3884                 extent_offset = cur - em->start;
3885                 em_end = extent_map_end(em);
3886                 ASSERT(cur <= em_end);
3887                 ASSERT(cur < end);
3888                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->start, fs_info->sectorsize));
3889                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->len, fs_info->sectorsize));
3890                 block_start = em->block_start;
3891                 compressed = test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
3892                 disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
3893
3894                 /*
3895                  * Note that em_end from extent_map_end() and dirty_range_end from
3896                  * find_next_dirty_byte() are all exclusive
3897                  */
3898                 iosize = min(min(em_end, end + 1), dirty_range_end) - cur;
3899
3900                 if (btrfs_use_zone_append(inode, em->block_start))
3901                         opf = REQ_OP_ZONE_APPEND;
3902
3903                 free_extent_map(em);
3904                 em = NULL;
3905
3906                 /*
3907                  * compressed and inline extents are written through other
3908                  * paths in the FS
3909                  */
3910                 if (compressed || block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
3911                     block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
3912                         if (compressed)
3913                                 nr++;
3914                         else
3915                                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode,
3916                                                 page, cur, cur + iosize - 1, true);
3917                         cur += iosize;
3918                         continue;
3919                 }
3920
3921                 btrfs_set_range_writeback(inode, cur, cur + iosize - 1);
3922                 if (!PageWriteback(page)) {
3923                         btrfs_err(inode->root->fs_info,
3924                                    "page %lu not writeback, cur %llu end %llu",
3925                                page->index, cur, end);
3926                 }
3927
3928                 /*
3929                  * Although the PageDirty bit is cleared before entering this
3930                  * function, subpage dirty bit is not cleared.
3931                  * So clear subpage dirty bit here so next time we won't submit
3932                  * page for range already written to disk.
3933                  */
3934                 btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
3935
3936                 ret = submit_extent_page(opf | write_flags, wbc,
3937                                          &epd->bio_ctrl, page,
3938                                          disk_bytenr, iosize,
3939                                          cur - page_offset(page),
3940                                          end_bio_extent_writepage,
3941                                          0, 0, false);
3942                 if (ret) {
3943                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, iosize);
3944                         if (PageWriteback(page))
3945                                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, cur,
3946                                                            iosize);
3947                 }
3948
3949                 cur += iosize;
3950                 nr++;
3951         }
3952         *nr_ret = nr;
3953         return ret;
3954 }
3955
3956 /*
3957  * the writepage semantics are similar to regular writepage.  extent
3958  * records are inserted to lock ranges in the tree, and as dirty areas
3959  * are found, they are marked writeback.  Then the lock bits are removed
3960  * and the end_io handler clears the writeback ranges
3961  *
3962  * Return 0 if everything goes well.
3963  * Return <0 for error.
3964  */
3965 static int __extent_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
3966                               struct extent_page_data *epd)
3967 {
3968         struct inode *inode = page->mapping->host;
3969         u64 start = page_offset(page);
3970         u64 page_end = start + PAGE_SIZE - 1;
3971         int ret;
3972         int nr = 0;
3973         size_t pg_offset;
3974         loff_t i_size = i_size_read(inode);
3975         unsigned long end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
3976         unsigned long nr_written = 0;
3977
3978         trace___extent_writepage(page, inode, wbc);
3979
3980         WARN_ON(!PageLocked(page));
3981
3982         ClearPageError(page);
3983
3984         pg_offset = offset_in_page(i_size);
3985         if (page->index > end_index ||
3986            (page->index == end_index && !pg_offset)) {
3987                 page->mapping->a_ops->invalidatepage(page, 0, PAGE_SIZE);
3988                 unlock_page(page);
3989                 return 0;
3990         }
3991
3992         if (page->index == end_index) {
3993                 memzero_page(page, pg_offset, PAGE_SIZE - pg_offset);
3994                 flush_dcache_page(page);
3995         }
3996
3997         ret = set_page_extent_mapped(page);
3998         if (ret < 0) {
3999                 SetPageError(page);
4000                 goto done;
4001         }
4002
4003         if (!epd->extent_locked) {
4004                 ret = writepage_delalloc(BTRFS_I(inode), page, wbc, start,
4005                                          &nr_written);
4006                 if (ret == 1)
4007                         return 0;
4008                 if (ret)
4009                         goto done;
4010         }
4011
4012         ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, wbc, epd, i_size,
4013                                     nr_written, &nr);
4014         if (ret == 1)
4015                 return 0;
4016
4017 done:
4018         if (nr == 0) {
4019                 /* make sure the mapping tag for page dirty gets cleared */
4020                 set_page_writeback(page);
4021                 end_page_writeback(page);
4022         }
4023         if (PageError(page)) {
4024                 ret = ret < 0 ? ret : -EIO;
4025                 end_extent_writepage(page, ret, start, page_end);
4026         }
4027         unlock_page(page);
4028         ASSERT(ret <= 0);
4029         return ret;
4030 }
4031
4032 void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
4033 {
4034         wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
4035                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4036 }
4037
4038 static void end_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
4039 {
4040         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
4041         smp_mb__after_atomic();
4042         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK);
4043 }
4044
4045 /*
4046  * Lock extent buffer status and pages for writeback.
4047  *
4048  * May try to flush write bio if we can't get the lock.
4049  *
4050  * Return  0 if the extent buffer doesn't need to be submitted.
4051  *           (E.g. the extent buffer is not dirty)
4052  * Return >0 is the extent buffer is submitted to bio.
4053  * Return <0 if something went wrong, no page is locked.
4054  */
4055 static noinline_for_stack int lock_extent_buffer_for_io(struct extent_buffer *eb,
4056                           struct extent_page_data *epd)
4057 {
4058         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4059         int i, num_pages, failed_page_nr;
4060         int flush = 0;
4061         int ret = 0;
4062
4063         if (!btrfs_try_tree_write_lock(eb)) {
4064                 ret = flush_write_bio(epd);
4065                 if (ret < 0)
4066                         return ret;
4067                 flush = 1;
4068                 btrfs_tree_lock(eb);
4069         }
4070
4071         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags)) {
4072                 btrfs_tree_unlock(eb);
4073                 if (!epd->sync_io)
4074                         return 0;
4075                 if (!flush) {
4076                         ret = flush_write_bio(epd);
4077                         if (ret < 0)
4078                                 return ret;
4079                         flush = 1;
4080                 }
4081                 while (1) {
4082                         wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
4083                         btrfs_tree_lock(eb);
4084                         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags))
4085                                 break;
4086                         btrfs_tree_unlock(eb);
4087                 }
4088         }
4089
4090         /*
4091          * We need to do this to prevent races in people who check if the eb is
4092          * under IO since we can end up having no IO bits set for a short period
4093          * of time.
4094          */
4095         spin_lock(&eb->refs_lock);
4096         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags)) {
4097                 set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
4098                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4099                 btrfs_set_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
4100                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
4101                                          -eb->len,
4102                                          fs_info->dirty_metadata_batch);
4103                 ret = 1;
4104         } else {
4105                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4106         }
4107
4108         btrfs_tree_unlock(eb);
4109
4110         /*
4111          * Either we don't need to submit any tree block, or we're submitting
4112          * subpage eb.
4113          * Subpage metadata doesn't use page locking at all, so we can skip
4114          * the page locking.
4115          */
4116         if (!ret || fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
4117                 return ret;
4118
4119         num_pages = num_extent_pages(eb);
4120         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4121                 struct page *p = eb->pages[i];
4122
4123                 if (!trylock_page(p)) {
4124                         if (!flush) {
4125                                 int err;
4126
4127                                 err = flush_write_bio(epd);
4128                                 if (err < 0) {
4129                                         ret = err;
4130                                         failed_page_nr = i;
4131                                         goto err_unlock;
4132                                 }
4133                                 flush = 1;
4134                         }
4135                         lock_page(p);
4136                 }
4137         }
4138
4139         return ret;
4140 err_unlock:
4141         /* Unlock already locked pages */
4142         for (i = 0; i < failed_page_nr; i++)
4143                 unlock_page(eb->pages[i]);
4144         /*
4145          * Clear EXTENT_BUFFER_WRITEBACK and wake up anyone waiting on it.
4146          * Also set back EXTENT_BUFFER_DIRTY so future attempts to this eb can
4147          * be made and undo everything done before.
4148          */
4149         btrfs_tree_lock(eb);
4150         spin_lock(&eb->refs_lock);
4151         set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
4152         end_extent_buffer_writeback(eb);
4153         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4154         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes, eb->len,
4155                                  fs_info->dirty_metadata_batch);
4156         btrfs_clear_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
4157         btrfs_tree_unlock(eb);
4158         return ret;
4159 }
4160
4161 static void set_btree_ioerr(struct page *page, struct extent_buffer *eb)
4162 {
4163         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4164
4165         btrfs_page_set_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4166         if (test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags))
4167                 return;
4168
4169         /*
4170          * If we error out, we should add back the dirty_metadata_bytes
4171          * to make it consistent.
4172          */
4173         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
4174                                  eb->len, fs_info->dirty_metadata_batch);
4175
4176         /*
4177          * If writeback for a btree extent that doesn't belong to a log tree
4178          * failed, increment the counter transaction->eb_write_errors.
4179          * We do this because while the transaction is running and before it's
4180          * committing (when we call filemap_fdata[write|wait]_range against
4181          * the btree inode), we might have
4182          * btree_inode->i_mapping->a_ops->writepages() called by the VM - if it
4183          * returns an error or an error happens during writeback, when we're
4184          * committing the transaction we wouldn't know about it, since the pages
4185          * can be no longer dirty nor marked anymore for writeback (if a
4186          * subsequent modification to the extent buffer didn't happen before the
4187          * transaction commit), which makes filemap_fdata[write|wait]_range not
4188          * able to find the pages tagged with SetPageError at transaction
4189          * commit time. So if this happens we must abort the transaction,
4190          * otherwise we commit a super block with btree roots that point to
4191          * btree nodes/leafs whose content on disk is invalid - either garbage
4192          * or the content of some node/leaf from a past generation that got
4193          * cowed or deleted and is no longer valid.
4194          *
4195          * Note: setting AS_EIO/AS_ENOSPC in the btree inode's i_mapping would
4196          * not be enough - we need to distinguish between log tree extents vs
4197          * non-log tree extents, and the next filemap_fdatawait_range() call
4198          * will catch and clear such errors in the mapping - and that call might
4199          * be from a log sync and not from a transaction commit. Also, checking
4200          * for the eb flag EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR at transaction commit time is
4201          * not done and would not be reliable - the eb might have been released
4202          * from memory and reading it back again means that flag would not be
4203          * set (since it's a runtime flag, not persisted on disk).
4204          *
4205          * Using the flags below in the btree inode also makes us achieve the
4206          * goal of AS_EIO/AS_ENOSPC when writepages() returns success, started
4207          * writeback for all dirty pages and before filemap_fdatawait_range()
4208          * is called, the writeback for all dirty pages had already finished
4209          * with errors - because we were not using AS_EIO/AS_ENOSPC,
4210          * filemap_fdatawait_range() would return success, as it could not know
4211          * that writeback errors happened (the pages were no longer tagged for
4212          * writeback).
4213          */
4214         switch (eb->log_index) {
4215         case -1:
4216                 set_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags);
4217                 break;
4218         case 0:
4219                 set_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
4220                 break;
4221         case 1:
4222                 set_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);
4223                 break;
4224         default:
4225                 BUG(); /* unexpected, logic error */
4226         }
4227 }
4228
4229 /*
4230  * The endio specific version which won't touch any unsafe spinlock in endio
4231  * context.
4232  */
4233 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_nolock(
4234                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
4235 {
4236         struct extent_buffer *eb;
4237
4238         rcu_read_lock();
4239         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
4240                                start >> fs_info->sectorsize_bits);
4241         if (eb && atomic_inc_not_zero(&eb->refs)) {
4242                 rcu_read_unlock();
4243                 return eb;
4244         }
4245         rcu_read_unlock();
4246         return NULL;
4247 }
4248
4249 /*
4250  * The endio function for subpage extent buffer write.
4251  *
4252  * Unlike end_bio_extent_buffer_writepage(), we only call end_page_writeback()
4253  * after all extent buffers in the page has finished their writeback.
4254  */
4255 static void end_bio_subpage_eb_writepage(struct bio *bio)
4256 {
4257         struct btrfs_fs_info *fs_info;
4258         struct bio_vec *bvec;
4259         struct bvec_iter_all iter_all;
4260
4261         fs_info = btrfs_sb(bio_first_page_all(bio)->mapping->host->i_sb);
4262         ASSERT(fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE);
4263
4264         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
4265         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
4266                 struct page *page = bvec->bv_page;
4267                 u64 bvec_start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
4268                 u64 bvec_end = bvec_start + bvec->bv_len - 1;
4269                 u64 cur_bytenr = bvec_start;
4270
4271                 ASSERT(IS_ALIGNED(bvec->bv_len, fs_info->nodesize));
4272
4273                 /* Iterate through all extent buffers in the range */
4274                 while (cur_bytenr <= bvec_end) {
4275                         struct extent_buffer *eb;
4276                         int done;
4277
4278                         /*
4279                          * Here we can't use find_extent_buffer(), as it may
4280                          * try to lock eb->refs_lock, which is not safe in endio
4281                          * context.
4282                          */
4283                         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, cur_bytenr);
4284                         ASSERT(eb);
4285
4286                         cur_bytenr = eb->start + eb->len;
4287
4288                         ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags));
4289                         done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
4290                         ASSERT(done);
4291
4292                         if (bio->bi_status ||
4293                             test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
4294                                 ClearPageUptodate(page);
4295                                 set_btree_ioerr(page, eb);
4296                         }
4297
4298                         btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start,
4299                                                       eb->len);
4300                         end_extent_buffer_writeback(eb);
4301                         /*
4302                          * free_extent_buffer() will grab spinlock which is not
4303                          * safe in endio context. Thus here we manually dec
4304                          * the ref.
4305                          */
4306                         atomic_dec(&eb->refs);
4307                 }
4308         }
4309         bio_put(bio);
4310 }
4311
4312 static void end_bio_extent_buffer_writepage(struct bio *bio)
4313 {
4314         struct bio_vec *bvec;
4315         struct extent_buffer *eb;
4316         int done;
4317         struct bvec_iter_all iter_all;
4318
4319         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
4320         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
4321                 struct page *page = bvec->bv_page;
4322
4323                 eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4324                 BUG_ON(!eb);
4325                 done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
4326
4327                 if (bio->bi_status ||
4328                     test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
4329                         ClearPageUptodate(page);
4330                         set_btree_ioerr(page, eb);
4331                 }
4332
4333                 end_page_writeback(page);
4334
4335                 if (!done)
4336                         continue;
4337
4338                 end_extent_buffer_writeback(eb);
4339         }
4340
4341         bio_put(bio);
4342 }
4343
4344 static void prepare_eb_write(struct extent_buffer *eb)
4345 {
4346         u32 nritems;
4347         unsigned long start;
4348         unsigned long end;
4349
4350         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
4351         atomic_set(&eb->io_pages, num_extent_pages(eb));
4352
4353         /* Set btree blocks beyond nritems with 0 to avoid stale content */
4354         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
4355         if (btrfs_header_level(eb) > 0) {
4356                 end = btrfs_node_key_ptr_offset(nritems);
4357                 memzero_extent_buffer(eb, end, eb->len - end);
4358         } else {
4359                 /*
4360                  * Leaf:
4361                  * header 0 1 2 .. N ... data_N .. data_2 data_1 data_0
4362                  */
4363                 start = btrfs_item_nr_offset(nritems);
4364                 end = BTRFS_LEAF_DATA_OFFSET + leaf_data_end(eb);
4365                 memzero_extent_buffer(eb, start, end - start);
4366         }
4367 }
4368
4369 /*
4370  * Unlike the work in write_one_eb(), we rely completely on extent locking.
4371  * Page locking is only utilized at minimum to keep the VMM code happy.
4372  */
4373 static int write_one_subpage_eb(struct extent_buffer *eb,
4374                                 struct writeback_control *wbc,
4375                                 struct extent_page_data *epd)
4376 {
4377         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4378         struct page *page = eb->pages[0];
4379         unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc) | REQ_META;
4380         bool no_dirty_ebs = false;
4381         int ret;
4382
4383         prepare_eb_write(eb);
4384
4385         /* clear_page_dirty_for_io() in subpage helper needs page locked */
4386         lock_page(page);
4387         btrfs_subpage_set_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4388
4389         /* Check if this is the last dirty bit to update nr_written */
4390         no_dirty_ebs = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page,
4391                                                           eb->start, eb->len);
4392         if (no_dirty_ebs)
4393                 clear_page_dirty_for_io(page);
4394
4395         ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
4396                         &epd->bio_ctrl, page, eb->start, eb->len,
4397                         eb->start - page_offset(page),
4398                         end_bio_subpage_eb_writepage, 0, 0, false);
4399         if (ret) {
4400                 btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4401                 set_btree_ioerr(page, eb);
4402                 unlock_page(page);
4403
4404                 if (atomic_dec_and_test(&eb->io_pages))
4405                         end_extent_buffer_writeback(eb);
4406                 return -EIO;
4407         }
4408         unlock_page(page);
4409         /*
4410          * Submission finished without problem, if no range of the page is
4411          * dirty anymore, we have submitted a page.  Update nr_written in wbc.
4412          */
4413         if (no_dirty_ebs)
4414                 update_nr_written(wbc, 1);
4415         return ret;
4416 }
4417
4418 static noinline_for_stack int write_one_eb(struct extent_buffer *eb,
4419                         struct writeback_control *wbc,
4420                         struct extent_page_data *epd)
4421 {
4422         u64 disk_bytenr = eb->start;
4423         int i, num_pages;
4424         unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc) | REQ_META;
4425         int ret = 0;
4426
4427         prepare_eb_write(eb);
4428
4429         num_pages = num_extent_pages(eb);
4430         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4431                 struct page *p = eb->pages[i];
4432
4433                 clear_page_dirty_for_io(p);
4434                 set_page_writeback(p);
4435                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
4436                                          &epd->bio_ctrl, p, disk_bytenr,
4437                                          PAGE_SIZE, 0,
4438                                          end_bio_extent_buffer_writepage,
4439                                          0, 0, false);
4440                 if (ret) {
4441                         set_btree_ioerr(p, eb);
4442                         if (PageWriteback(p))
4443                                 end_page_writeback(p);
4444                         if (atomic_sub_and_test(num_pages - i, &eb->io_pages))
4445                                 end_extent_buffer_writeback(eb);
4446                         ret = -EIO;
4447                         break;
4448                 }
4449                 disk_bytenr += PAGE_SIZE;
4450                 update_nr_written(wbc, 1);
4451                 unlock_page(p);
4452         }
4453
4454         if (unlikely(ret)) {
4455                 for (; i < num_pages; i++) {
4456                         struct page *p = eb->pages[i];
4457                         clear_page_dirty_for_io(p);
4458                         unlock_page(p);
4459                 }
4460         }
4461
4462         return ret;
4463 }
4464
4465 /*
4466  * Submit one subpage btree page.
4467  *
4468  * The main difference to submit_eb_page() is:
4469  * - Page locking
4470  *   For subpage, we don't rely on page locking at all.
4471  *
4472  * - Flush write bio
4473  *   We only flush bio if we may be unable to fit current extent buffers into
4474  *   current bio.
4475  *
4476  * Return >=0 for the number of submitted extent buffers.
4477  * Return <0 for fatal error.
4478  */
4479 static int submit_eb_subpage(struct page *page,
4480                              struct writeback_control *wbc,
4481                              struct extent_page_data *epd)
4482 {
4483         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
4484         int submitted = 0;
4485         u64 page_start = page_offset(page);
4486         int bit_start = 0;
4487         const int nbits = BTRFS_SUBPAGE_BITMAP_SIZE;
4488         int sectors_per_node = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
4489         int ret;
4490
4491         /* Lock and write each dirty extent buffers in the range */
4492         while (bit_start < nbits) {
4493                 struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
4494                 struct extent_buffer *eb;
4495                 unsigned long flags;
4496                 u64 start;
4497
4498                 /*
4499                  * Take private lock to ensure the subpage won't be detached
4500                  * in the meantime.
4501                  */
4502                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4503                 if (!PagePrivate(page)) {
4504                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4505                         break;
4506                 }
4507                 spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
4508                 if (!((1 << bit_start) & subpage->dirty_bitmap)) {
4509                         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
4510                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4511                         bit_start++;
4512                         continue;
4513                 }
4514
4515                 start = page_start + bit_start * fs_info->sectorsize;
4516                 bit_start += sectors_per_node;
4517
4518                 /*
4519                  * Here we just want to grab the eb without touching extra
4520                  * spin locks, so call find_extent_buffer_nolock().
4521                  */
4522                 eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
4523                 spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
4524                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4525
4526                 /*
4527                  * The eb has already reached 0 refs thus find_extent_buffer()
4528                  * doesn't return it. We don't need to write back such eb
4529                  * anyway.
4530                  */
4531                 if (!eb)
4532                         continue;
4533
4534                 ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, epd);
4535                 if (ret == 0) {
4536                         free_extent_buffer(eb);
4537                         continue;
4538                 }
4539                 if (ret < 0) {
4540                         free_extent_buffer(eb);
4541                         goto cleanup;
4542                 }
4543                 ret = write_one_subpage_eb(eb, wbc, epd);
4544                 free_extent_buffer(eb);
4545                 if (ret < 0)
4546                         goto cleanup;
4547                 submitted++;
4548         }
4549         return submitted;
4550
4551 cleanup:
4552         /* We hit error, end bio for the submitted extent buffers */
4553         end_write_bio(epd, ret);
4554         return ret;
4555 }
4556
4557 /*
4558  * Submit all page(s) of one extent buffer.
4559  *
4560  * @page:       the page of one extent buffer
4561  * @eb_context: to determine if we need to submit this page, if current page
4562  *              belongs to this eb, we don't need to submit
4563  *
4564  * The caller should pass each page in their bytenr order, and here we use
4565  * @eb_context to determine if we have submitted pages of one extent buffer.
4566  *
4567  * If we have, we just skip until we hit a new page that doesn't belong to
4568  * current @eb_context.
4569  *
4570  * If not, we submit all the page(s) of the extent buffer.
4571  *
4572  * Return >0 if we have submitted the extent buffer successfully.
4573  * Return 0 if we don't need to submit the page, as it's already submitted by
4574  * previous call.
4575  * Return <0 for fatal error.
4576  */
4577 static int submit_eb_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
4578                           struct extent_page_data *epd,
4579                           struct extent_buffer **eb_context)
4580 {
4581         struct address_space *mapping = page->mapping;
4582         struct btrfs_block_group *cache = NULL;
4583         struct extent_buffer *eb;
4584         int ret;
4585
4586         if (!PagePrivate(page))
4587                 return 0;
4588
4589         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->sectorsize < PAGE_SIZE)
4590                 return submit_eb_subpage(page, wbc, epd);
4591
4592         spin_lock(&mapping->private_lock);
4593         if (!PagePrivate(page)) {
4594                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4595                 return 0;
4596         }
4597
4598         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4599
4600         /*
4601          * Shouldn't happen and normally this would be a BUG_ON but no point
4602          * crashing the machine for something we can survive anyway.
4603          */
4604         if (WARN_ON(!eb)) {
4605                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4606                 return 0;
4607         }
4608
4609         if (eb == *eb_context) {
4610                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4611                 return 0;
4612         }
4613         ret = atomic_inc_not_zero(&eb->refs);
4614         spin_unlock(&mapping->private_lock);
4615         if (!ret)
4616                 return 0;
4617
4618         if (!btrfs_check_meta_write_pointer(eb->fs_info, eb, &cache)) {
4619                 /*
4620                  * If for_sync, this hole will be filled with
4621                  * trasnsaction commit.
4622                  */
4623                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL && !wbc->for_sync)
4624                         ret = -EAGAIN;
4625                 else
4626                         ret = 0;
4627                 free_extent_buffer(eb);
4628                 return ret;
4629         }
4630
4631         *eb_context = eb;
4632
4633         ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, epd);
4634         if (ret <= 0) {
4635                 btrfs_revert_meta_write_pointer(cache, eb);
4636                 if (cache)
4637                         btrfs_put_block_group(cache);
4638                 free_extent_buffer(eb);
4639                 return ret;
4640         }
4641         if (cache)
4642                 btrfs_put_block_group(cache);
4643         ret = write_one_eb(eb, wbc, epd);
4644         free_extent_buffer(eb);
4645         if (ret < 0)
4646                 return ret;
4647         return 1;
4648 }
4649
4650 int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
4651                                    struct writeback_control *wbc)
4652 {
4653         struct extent_buffer *eb_context = NULL;
4654         struct extent_page_data epd = {
4655                 .bio_ctrl = { 0 },
4656                 .extent_locked = 0,
4657                 .sync_io = wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL,
4658         };
4659         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(mapping->host)->root->fs_info;
4660         int ret = 0;
4661         int done = 0;
4662         int nr_to_write_done = 0;
4663         struct pagevec pvec;
4664         int nr_pages;
4665         pgoff_t index;
4666         pgoff_t end;            /* Inclusive */
4667         int scanned = 0;
4668         xa_mark_t tag;
4669
4670         pagevec_init(&pvec);
4671         if (wbc->range_cyclic) {
4672                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
4673                 end = -1;
4674                 /*
4675                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
4676                  * range, mark it as scanned.
4677                  */
4678                 scanned = (index == 0);
4679         } else {
4680                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
4681                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
4682                 scanned = 1;
4683         }
4684         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
4685                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
4686         else
4687                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
4688         btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
4689 retry:
4690         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
4691                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
4692         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
4693                (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index, end,
4694                         tag))) {
4695                 unsigned i;
4696
4697                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
4698                         struct page *page = pvec.pages[i];
4699
4700                         ret = submit_eb_page(page, wbc, &epd, &eb_context);
4701                         if (ret == 0)
4702                                 continue;
4703                         if (ret < 0) {
4704                                 done = 1;
4705                                 break;
4706                         }
4707
4708                         /*
4709                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
4710                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
4711                          * at any time
4712                          */
4713                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
4714                 }
4715                 pagevec_release(&pvec);
4716                 cond_resched();
4717         }
4718         if (!scanned && !done) {
4719                 /*
4720                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
4721                  * back to the start of the file
4722                  */
4723                 scanned = 1;
4724                 index = 0;
4725                 goto retry;
4726         }
4727         if (ret < 0) {
4728                 end_write_bio(&epd, ret);
4729                 goto out;
4730         }
4731         /*
4732          * If something went wrong, don't allow any metadata write bio to be
4733          * submitted.
4734          *
4735          * This would prevent use-after-free if we had dirty pages not
4736          * cleaned up, which can still happen by fuzzed images.
4737          *
4738          * - Bad extent tree
4739          *   Allowing existing tree block to be allocated for other trees.
4740          *
4741          * - Log tree operations
4742          *   Exiting tree blocks get allocated to log tree, bumps its
4743          *   generation, then get cleaned in tree re-balance.
4744          *   Such tree block will not be written back, since it's clean,
4745          *   thus no WRITTEN flag set.
4746          *   And after log writes back, this tree block is not traced by
4747          *   any dirty extent_io_tree.
4748          *
4749          * - Offending tree block gets re-dirtied from its original owner
4750          *   Since it has bumped generation, no WRITTEN flag, it can be
4751          *   reused without COWing. This tree block will not be traced
4752          *   by btrfs_transaction::dirty_pages.
4753          *
4754          *   Now such dirty tree block will not be cleaned by any dirty
4755          *   extent io tree. Thus we don't want to submit such wild eb
4756          *   if the fs already has error.
4757          */
4758         if (!test_bit(BTRFS_FS_STATE_ERROR, &fs_info->fs_state)) {
4759                 ret = flush_write_bio(&epd);
4760         } else {
4761                 ret = -EROFS;
4762                 end_write_bio(&epd, ret);
4763         }
4764 out:
4765         btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
4766         return ret;
4767 }
4768
4769 /**
4770  * Walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
4771  *
4772  * @mapping: address space structure to write
4773  * @wbc:     subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
4774  * @epd:     holds context for the write, namely the bio
4775  *
4776  * If a page is already under I/O, write_cache_pages() skips it, even
4777  * if it's dirty.  This is desirable behaviour for memory-cleaning writeback,
4778  * but it is INCORRECT for data-integrity system calls such as fsync().  fsync()
4779  * and msync() need to guarantee that all the data which was dirty at the time
4780  * the call was made get new I/O started against them.  If wbc->sync_mode is
4781  * WB_SYNC_ALL then we were called for data integrity and we must wait for
4782  * existing IO to complete.
4783  */
4784 static int extent_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
4785                              struct writeback_control *wbc,
4786                              struct extent_page_data *epd)
4787 {
4788         struct inode *inode = mapping->host;
4789         int ret = 0;
4790         int done = 0;
4791         int nr_to_write_done = 0;
4792         struct pagevec pvec;
4793         int nr_pages;
4794         pgoff_t index;
4795         pgoff_t end;            /* Inclusive */
4796         pgoff_t done_index;
4797         int range_whole = 0;
4798         int scanned = 0;
4799         xa_mark_t tag;
4800
4801         /*
4802          * We have to hold onto the inode so that ordered extents can do their
4803          * work when the IO finishes.  The alternative to this is failing to add
4804          * an ordered extent if the igrab() fails there and that is a huge pain
4805          * to deal with, so instead just hold onto the inode throughout the
4806          * writepages operation.  If it fails here we are freeing up the inode
4807          * anyway and we'd rather not waste our time writing out stuff that is
4808          * going to be truncated anyway.
4809          */
4810         if (!igrab(inode))
4811                 return 0;
4812
4813         pagevec_init(&pvec);
4814         if (wbc->range_cyclic) {
4815                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
4816                 end = -1;
4817                 /*
4818                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
4819                  * range, mark it as scanned.
4820                  */
4821                 scanned = (index == 0);
4822         } else {
4823                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
4824                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
4825                 if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
4826                         range_whole = 1;
4827                 scanned = 1;
4828         }
4829
4830         /*
4831          * We do the tagged writepage as long as the snapshot flush bit is set
4832          * and we are the first one who do the filemap_flush() on this inode.
4833          *
4834          * The nr_to_write == LONG_MAX is needed to make sure other flushers do
4835          * not race in and drop the bit.
4836          */
4837         if (range_whole && wbc->nr_to_write == LONG_MAX &&
4838             test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
4839                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
4840                 wbc->tagged_writepages = 1;
4841
4842         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
4843                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
4844         else
4845                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
4846 retry:
4847         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
4848                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
4849         done_index = index;
4850         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
4851                         (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping,
4852                                                 &index, end, tag))) {
4853                 unsigned i;
4854
4855                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
4856                         struct page *page = pvec.pages[i];
4857
4858                         done_index = page->index + 1;
4859                         /*
4860                          * At this point we hold neither the i_pages lock nor
4861                          * the page lock: the page may be truncated or
4862                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
4863                          * or even swizzled back from swapper_space to
4864                          * tmpfs file mapping
4865                          */
4866                         if (!trylock_page(page)) {
4867                                 ret = flush_write_bio(epd);
4868                                 BUG_ON(ret < 0);
4869                                 lock_page(page);
4870                         }
4871
4872                         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
4873                                 unlock_page(page);
4874                                 continue;
4875                         }
4876
4877                         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE) {
4878                                 if (PageWriteback(page)) {
4879                                         ret = flush_write_bio(epd);
4880                                         BUG_ON(ret < 0);
4881                                 }
4882                                 wait_on_page_writeback(page);
4883                         }
4884
4885                         if (PageWriteback(page) ||
4886                             !clear_page_dirty_for_io(page)) {
4887                                 unlock_page(page);
4888                                 continue;
4889                         }
4890
4891                         ret = __extent_writepage(page, wbc, epd);
4892                         if (ret < 0) {
4893                                 done = 1;
4894                                 break;
4895                         }
4896
4897                         /*
4898                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
4899                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
4900                          * at any time
4901                          */
4902                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
4903                 }
4904                 pagevec_release(&pvec);
4905                 cond_resched();
4906         }
4907         if (!scanned && !done) {
4908                 /*
4909                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
4910                  * back to the start of the file
4911                  */
4912                 scanned = 1;
4913                 index = 0;
4914
4915                 /*
4916                  * If we're looping we could run into a page that is locked by a
4917                  * writer and that writer could be waiting on writeback for a
4918                  * page in our current bio, and thus deadlock, so flush the
4919                  * write bio here.
4920                  */
4921                 ret = flush_write_bio(epd);
4922                 if (!ret)
4923                         goto retry;
4924         }
4925
4926         if (wbc->range_cyclic || (wbc->nr_to_write > 0 && range_whole))
4927                 mapping->writeback_index = done_index;
4928
4929         btrfs_add_delayed_iput(inode);
4930         return ret;
4931 }
4932
4933 int extent_write_full_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
4934 {
4935         int ret;
4936         struct extent_page_data epd = {
4937                 .bio_ctrl = { 0 },
4938                 .extent_locked = 0,
4939                 .sync_io = wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL,
4940         };
4941
4942         ret = __extent_writepage(page, wbc, &epd);
4943         ASSERT(ret <= 0);
4944         if (ret < 0) {
4945                 end_write_bio(&epd, ret);
4946                 return ret;
4947         }
4948
4949         ret = flush_write_bio(&epd);
4950         ASSERT(ret <= 0);
4951         return ret;
4952 }
4953
4954 int extent_write_locked_range(struct inode *inode, u64 start, u64 end,
4955                               int mode)
4956 {
4957         int ret = 0;
4958         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
4959         struct page *page;
4960         unsigned long nr_pages = (end - start + PAGE_SIZE) >>
4961                 PAGE_SHIFT;
4962
4963         struct extent_page_data epd = {
4964                 .bio_ctrl = { 0 },
4965                 .extent_locked = 1,
4966                 .sync_io = mode == WB_SYNC_ALL,
4967         };
4968         struct writeback_control wbc_writepages = {
4969                 .sync_mode      = mode,
4970                 .nr_to_write    = nr_pages * 2,
4971                 .range_start    = start,
4972                 .range_end      = end + 1,
4973                 /* We're called from an async helper function */
4974                 .punt_to_cgroup = 1,
4975                 .no_cgroup_owner = 1,
4976         };
4977
4978         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc_writepages, inode);
4979         while (start <= end) {
4980                 page = find_get_page(mapping, start >> PAGE_SHIFT);
4981                 if (clear_page_dirty_for_io(page))
4982                         ret = __extent_writepage(page, &wbc_writepages, &epd);
4983                 else {
4984                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(BTRFS_I(inode),
4985                                         page, start, start + PAGE_SIZE - 1, true);
4986                         unlock_page(page);
4987                 }
4988                 put_page(page);
4989                 start += PAGE_SIZE;
4990         }
4991
4992         ASSERT(ret <= 0);
4993         if (ret == 0)
4994                 ret = flush_write_bio(&epd);
4995         else
4996                 end_write_bio(&epd, ret);
4997
4998         wbc_detach_inode(&wbc_writepages);
4999         return ret;
5000 }
5001
5002 int extent_writepages(struct address_space *mapping,
5003                       struct writeback_control *wbc)
5004 {
5005         int ret = 0;
5006         struct extent_page_data epd = {
5007                 .bio_ctrl = { 0 },
5008                 .extent_locked = 0,
5009                 .sync_io = wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL,
5010         };
5011
5012         ret = extent_write_cache_pages(mapping, wbc, &epd);
5013         ASSERT(ret <= 0);
5014         if (ret < 0) {
5015                 end_write_bio(&epd, ret);
5016                 return ret;
5017         }
5018         ret = flush_write_bio(&epd);
5019         return ret;
5020 }
5021
5022 void extent_readahead(struct readahead_control *rac)
5023 {
5024         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
5025         struct page *pagepool[16];
5026         struct extent_map *em_cached = NULL;
5027         u64 prev_em_start = (u64)-1;
5028         int nr;
5029
5030         while ((nr = readahead_page_batch(rac, pagepool))) {
5031                 u64 contig_start = readahead_pos(rac);
5032                 u64 contig_end = contig_start + readahead_batch_length(rac) - 1;
5033
5034                 contiguous_readpages(pagepool, nr, contig_start, contig_end,
5035                                 &em_cached, &bio_ctrl, &prev_em_start);
5036         }
5037
5038         if (em_cached)
5039                 free_extent_map(em_cached);
5040
5041         if (bio_ctrl.bio) {
5042                 if (submit_one_bio(bio_ctrl.bio, 0, bio_ctrl.bio_flags))
5043                         return;
5044         }
5045 }
5046
5047 /*
5048  * basic invalidatepage code, this waits on any locked or writeback
5049  * ranges corresponding to the page, and then deletes any extent state
5050  * records from the tree
5051  */
5052 int extent_invalidatepage(struct extent_io_tree *tree,
5053                           struct page *page, unsigned long offset)
5054 {
5055         struct extent_state *cached_state = NULL;
5056         u64 start = page_offset(page);
5057         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
5058         size_t blocksize = page->mapping->host->i_sb->s_blocksize;
5059
5060         /* This function is only called for the btree inode */
5061         ASSERT(tree->owner == IO_TREE_BTREE_INODE_IO);
5062
5063         start += ALIGN(offset, blocksize);
5064         if (start > end)
5065                 return 0;
5066
5067         lock_extent_bits(tree, start, end, &cached_state);
5068         wait_on_page_writeback(page);
5069
5070         /*
5071          * Currently for btree io tree, only EXTENT_LOCKED is utilized,
5072          * so here we only need to unlock the extent range to free any
5073          * existing extent state.
5074          */
5075         unlock_extent_cached(tree, start, end, &cached_state);
5076         return 0;
5077 }
5078
5079 /*
5080  * a helper for releasepage, this tests for areas of the page that
5081  * are locked or under IO and drops the related state bits if it is safe
5082  * to drop the page.
5083  */
5084 static int try_release_extent_state(struct extent_io_tree *tree,
5085                                     struct page *page, gfp_t mask)
5086 {
5087         u64 start = page_offset(page);
5088         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
5089         int ret = 1;
5090
5091         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, 0, NULL)) {
5092                 ret = 0;
5093         } else {
5094                 /*
5095                  * At this point we can safely clear everything except the
5096                  * locked bit, the nodatasum bit and the delalloc new bit.
5097                  * The delalloc new bit will be cleared by ordered extent
5098                  * completion.
5099                  */
5100                 ret = __clear_extent_bit(tree, start, end,
5101                          ~(EXTENT_LOCKED | EXTENT_NODATASUM | EXTENT_DELALLOC_NEW),
5102                          0, 0, NULL, mask, NULL);
5103
5104                 /* if clear_extent_bit failed for enomem reasons,
5105                  * we can't allow the release to continue.
5106                  */
5107                 if (ret < 0)
5108                         ret = 0;
5109                 else
5110                         ret = 1;
5111         }
5112         return ret;
5113 }
5114
5115 /*
5116  * a helper for releasepage.  As long as there are no locked extents
5117  * in the range corresponding to the page, both state records and extent
5118  * map records are removed
5119  */
5120 int try_release_extent_mapping(struct page *page, gfp_t mask)
5121 {
5122         struct extent_map *em;
5123         u64 start = page_offset(page);
5124         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
5125         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
5126         struct extent_io_tree *tree = &btrfs_inode->io_tree;
5127         struct extent_map_tree *map = &btrfs_inode->extent_tree;
5128
5129         if (gfpflags_allow_blocking(mask) &&
5130             page->mapping->host->i_size > SZ_16M) {
5131                 u64 len;
5132                 while (start <= end) {
5133                         struct btrfs_fs_info *fs_info;
5134                         u64 cur_gen;
5135
5136                         len = end - start + 1;
5137                         write_lock(&map->lock);
5138                         em = lookup_extent_mapping(map, start, len);
5139                         if (!em) {
5140                                 write_unlock(&map->lock);
5141                                 break;
5142                         }
5143                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags) ||
5144                             em->start != start) {
5145                                 write_unlock(&map->lock);
5146                                 free_extent_map(em);
5147                                 break;
5148                         }
5149                         if (test_range_bit(tree, em->start,
5150                                            extent_map_end(em) - 1,
5151                                            EXTENT_LOCKED, 0, NULL))
5152                                 goto next;
5153                         /*
5154                          * If it's not in the list of modified extents, used
5155                          * by a fast fsync, we can remove it. If it's being
5156                          * logged we can safely remove it since fsync took an
5157                          * extra reference on the em.
5158                          */
5159                         if (list_empty(&em->list) ||
5160                             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
5161                                 goto remove_em;
5162                         /*
5163                          * If it's in the list of modified extents, remove it
5164                          * only if its generation is older then the current one,
5165                          * in which case we don't need it for a fast fsync.
5166                          * Otherwise don't remove it, we could be racing with an
5167                          * ongoing fast fsync that could miss the new extent.
5168                          */
5169                         fs_info = btrfs_inode->root->fs_info;
5170                         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
5171                         cur_gen = fs_info->generation;
5172                         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
5173                         if (em->generation >= cur_gen)
5174                                 goto next;
5175 remove_em:
5176                         /*
5177                          * We only remove extent maps that are not in the list of
5178                          * modified extents or that are in the list but with a
5179                          * generation lower then the current generation, so there
5180                          * is no need to set the full fsync flag on the inode (it
5181                          * hurts the fsync performance for workloads with a data
5182                          * size that exceeds or is close to the system's memory).
5183                          */
5184                         remove_extent_mapping(map, em);
5185                         /* once for the rb tree */
5186                         free_extent_map(em);
5187 next:
5188                         start = extent_map_end(em);
5189                         write_unlock(&map->lock);
5190
5191                         /* once for us */
5192                         free_extent_map(em);
5193
5194                         cond_resched(); /* Allow large-extent preemption. */
5195                 }
5196         }
5197         return try_release_extent_state(tree, page, mask);
5198 }
5199
5200 /*
5201  * helper function for fiemap, which doesn't want to see any holes.
5202  * This maps until we find something past 'last'
5203  */
5204 static struct extent_map *get_extent_skip_holes(struct btrfs_inode *inode,
5205                                                 u64 offset, u64 last)
5206 {
5207         u64 sectorsize = btrfs_inode_sectorsize(inode);
5208         struct extent_map *em;
5209         u64 len;
5210
5211         if (offset >= last)
5212                 return NULL;
5213
5214         while (1) {
5215                 len = last - offset;
5216                 if (len == 0)
5217                         break;
5218                 len = ALIGN(len, sectorsize);
5219                 em = btrfs_get_extent_fiemap(inode, offset, len);
5220                 if (IS_ERR_OR_NULL(em))
5221                         return em;
5222
5223                 /* if this isn't a hole return it */
5224                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
5225                         return em;
5226
5227                 /* this is a hole, advance to the next extent */
5228                 offset = extent_map_end(em);
5229                 free_extent_map(em);
5230                 if (offset >= last)
5231                         break;
5232         }
5233         return NULL;
5234 }
5235
5236 /*
5237  * To cache previous fiemap extent
5238  *
5239  * Will be used for merging fiemap extent
5240  */
5241 struct fiemap_cache {
5242         u64 offset;
5243         u64 phys;
5244         u64 len;
5245         u32 flags;
5246         bool cached;
5247 };
5248
5249 /*
5250  * Helper to submit fiemap extent.
5251  *
5252  * Will try to merge current fiemap extent specified by @offset, @phys,
5253  * @len and @flags with cached one.
5254  * And only when we fails to merge, cached one will be submitted as
5255  * fiemap extent.
5256  *
5257  * Return value is the same as fiemap_fill_next_extent().
5258  */
5259 static int emit_fiemap_extent(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5260                                 struct fiemap_cache *cache,
5261                                 u64 offset, u64 phys, u64 len, u32 flags)
5262 {
5263         int ret = 0;
5264
5265         if (!cache->cached)
5266                 goto assign;
5267
5268         /*
5269          * Sanity check, extent_fiemap() should have ensured that new
5270          * fiemap extent won't overlap with cached one.
5271          * Not recoverable.
5272          *
5273          * NOTE: Physical address can overlap, due to compression
5274          */
5275         if (cache->offset + cache->len > offset) {
5276                 WARN_ON(1);
5277                 return -EINVAL;
5278         }
5279
5280         /*
5281          * Only merges fiemap extents if
5282          * 1) Their logical addresses are continuous
5283          *
5284          * 2) Their physical addresses are continuous
5285          *    So truly compressed (physical size smaller than logical size)
5286          *    extents won't get merged with each other
5287          *
5288          * 3) Share same flags except FIEMAP_EXTENT_LAST
5289          *    So regular extent won't get merged with prealloc extent
5290          */
5291         if (cache->offset + cache->len  == offset &&
5292             cache->phys + cache->len == phys  &&
5293             (cache->flags & ~FIEMAP_EXTENT_LAST) ==
5294                         (flags & ~FIEMAP_EXTENT_LAST)) {
5295                 cache->len += len;
5296                 cache->flags |= flags;
5297                 goto try_submit_last;
5298         }
5299
5300         /* Not mergeable, need to submit cached one */
5301         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
5302                                       cache->len, cache->flags);
5303         cache->cached = false;
5304         if (ret)
5305                 return ret;
5306 assign:
5307         cache->cached = true;
5308         cache->offset = offset;
5309         cache->phys = phys;
5310         cache->len = len;
5311         cache->flags = flags;
5312 try_submit_last:
5313         if (cache->flags & FIEMAP_EXTENT_LAST) {
5314                 ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset,
5315                                 cache->phys, cache->len, cache->flags);
5316                 cache->cached = false;
5317         }
5318         return ret;
5319 }
5320
5321 /*
5322  * Emit last fiemap cache
5323  *
5324  * The last fiemap cache may still be cached in the following case:
5325  * 0                  4k                    8k
5326  * |<- Fiemap range ->|
5327  * |<------------  First extent ----------->|
5328  *
5329  * In this case, the first extent range will be cached but not emitted.
5330  * So we must emit it before ending extent_fiemap().
5331  */
5332 static int emit_last_fiemap_cache(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5333                                   struct fiemap_cache *cache)
5334 {
5335         int ret;
5336
5337         if (!cache->cached)
5338                 return 0;
5339
5340         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
5341                                       cache->len, cache->flags);
5342         cache->cached = false;
5343         if (ret > 0)
5344                 ret = 0;
5345         return ret;
5346 }
5347
5348 int extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5349                   u64 start, u64 len)
5350 {
5351         int ret = 0;
5352         u64 off;
5353         u64 max = start + len;
5354         u32 flags = 0;
5355         u32 found_type;
5356         u64 last;
5357         u64 last_for_get_extent = 0;
5358         u64 disko = 0;
5359         u64 isize = i_size_read(&inode->vfs_inode);
5360         struct btrfs_key found_key;
5361         struct extent_map *em = NULL;
5362         struct extent_state *cached_state = NULL;
5363         struct btrfs_path *path;
5364         struct btrfs_root *root = inode->root;
5365         struct fiemap_cache cache = { 0 };
5366         struct ulist *roots;
5367         struct ulist *tmp_ulist;
5368         int end = 0;
5369         u64 em_start = 0;
5370         u64 em_len = 0;
5371         u64 em_end = 0;
5372
5373         if (len == 0)
5374                 return -EINVAL;
5375
5376         path = btrfs_alloc_path();
5377         if (!path)
5378                 return -ENOMEM;
5379
5380         roots = ulist_alloc(GFP_KERNEL);
5381         tmp_ulist = ulist_alloc(GFP_KERNEL);
5382         if (!roots || !tmp_ulist) {
5383                 ret = -ENOMEM;
5384                 goto out_free_ulist;
5385         }
5386
5387         /*
5388          * We can't initialize that to 'start' as this could miss extents due
5389          * to extent item merging
5390          */
5391         off = 0;
5392         start = round_down(start, btrfs_inode_sectorsize(inode));
5393         len = round_up(max, btrfs_inode_sectorsize(inode)) - start;
5394
5395         /*
5396          * lookup the last file extent.  We're not using i_size here
5397          * because there might be preallocation past i_size
5398          */
5399         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode), -1,
5400                                        0);
5401         if (ret < 0) {
5402                 goto out_free_ulist;
5403         } else {
5404                 WARN_ON(!ret);
5405                 if (ret == 1)
5406                         ret = 0;
5407         }
5408
5409         path->slots[0]--;
5410         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key, path->slots[0]);
5411         found_type = found_key.type;
5412
5413         /* No extents, but there might be delalloc bits */
5414         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5415             found_type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
5416                 /* have to trust i_size as the end */
5417                 last = (u64)-1;
5418                 last_for_get_extent = isize;
5419         } else {
5420                 /*
5421                  * remember the start of the last extent.  There are a
5422                  * bunch of different factors that go into the length of the
5423                  * extent, so its much less complex to remember where it started
5424                  */
5425                 last = found_key.offset;
5426                 last_for_get_extent = last + 1;
5427         }
5428         btrfs_release_path(path);
5429
5430         /*
5431          * we might have some extents allocated but more delalloc past those
5432          * extents.  so, we trust isize unless the start of the last extent is
5433          * beyond isize
5434          */
5435         if (last < isize) {
5436                 last = (u64)-1;
5437                 last_for_get_extent = isize;
5438         }
5439
5440         lock_extent_bits(&inode->io_tree, start, start + len - 1,
5441                          &cached_state);
5442
5443         em = get_extent_skip_holes(inode, start, last_for_get_extent);
5444         if (!em)
5445                 goto out;
5446         if (IS_ERR(em)) {
5447                 ret = PTR_ERR(em);
5448                 goto out;
5449         }
5450
5451         while (!end) {
5452                 u64 offset_in_extent = 0;
5453
5454                 /* break if the extent we found is outside the range */
5455                 if (em->start >= max || extent_map_end(em) < off)
5456                         break;
5457
5458                 /*
5459                  * get_extent may return an extent that starts before our
5460                  * requested range.  We have to make sure the ranges
5461                  * we return to fiemap always move forward and don't
5462                  * overlap, so adjust the offsets here
5463                  */
5464                 em_start = max(em->start, off);
5465
5466                 /*
5467                  * record the offset from the start of the extent
5468                  * for adjusting the disk offset below.  Only do this if the
5469                  * extent isn't compressed since our in ram offset may be past
5470                  * what we have actually allocated on disk.
5471                  */
5472                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
5473                         offset_in_extent = em_start - em->start;
5474                 em_end = extent_map_end(em);
5475                 em_len = em_end - em_start;
5476                 flags = 0;
5477                 if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
5478                         disko = em->block_start + offset_in_extent;
5479                 else
5480                         disko = 0;
5481
5482                 /*
5483                  * bump off for our next call to get_extent
5484                  */
5485                 off = extent_map_end(em);
5486                 if (off >= max)
5487                         end = 1;
5488
5489                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
5490                         end = 1;
5491                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5492                 } else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
5493                         flags |= (FIEMAP_EXTENT_DATA_INLINE |
5494                                   FIEMAP_EXTENT_NOT_ALIGNED);
5495                 } else if (em->block_start == EXTENT_MAP_DELALLOC) {
5496                         flags |= (FIEMAP_EXTENT_DELALLOC |
5497                                   FIEMAP_EXTENT_UNKNOWN);
5498                 } else if (fieinfo->fi_extents_max) {
5499                         u64 bytenr = em->block_start -
5500                                 (em->start - em->orig_start);
5501
5502                         /*
5503                          * As btrfs supports shared space, this information
5504                          * can be exported to userspace tools via
5505                          * flag FIEMAP_EXTENT_SHARED.  If fi_extents_max == 0
5506                          * then we're just getting a count and we can skip the
5507                          * lookup stuff.
5508                          */
5509                         ret = btrfs_check_shared(root, btrfs_ino(inode),
5510                                                  bytenr, roots, tmp_ulist);
5511                         if (ret < 0)
5512                                 goto out_free;
5513                         if (ret)
5514                                 flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
5515                         ret = 0;
5516                 }
5517                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
5518                         flags |= FIEMAP_EXTENT_ENCODED;
5519                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
5520                         flags |= FIEMAP_EXTENT_UNWRITTEN;
5521
5522                 free_extent_map(em);
5523                 em = NULL;
5524                 if ((em_start >= last) || em_len == (u64)-1 ||
5525                    (last == (u64)-1 && isize <= em_end)) {
5526                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5527                         end = 1;
5528                 }
5529
5530                 /* now scan forward to see if this is really the last extent. */
5531                 em = get_extent_skip_holes(inode, off, last_for_get_extent);
5532                 if (IS_ERR(em)) {
5533                         ret = PTR_ERR(em);
5534                         goto out;
5535                 }
5536                 if (!em) {
5537                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5538                         end = 1;
5539                 }
5540                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, em_start, disko,
5541                                            em_len, flags);
5542                 if (ret) {
5543                         if (ret == 1)
5544                                 ret = 0;
5545                         goto out_free;
5546                 }
5547         }
5548 out_free:
5549         if (!ret)
5550                 ret = emit_last_fiemap_cache(fieinfo, &cache);
5551         free_extent_map(em);
5552 out:
5553         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, start, start + len - 1,
5554                              &cached_state);
5555
5556 out_free_ulist:
5557         btrfs_free_path(path);
5558         ulist_free(roots);
5559         ulist_free(tmp_ulist);
5560         return ret;
5561 }
5562
5563 static void __free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
5564 {
5565         kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
5566 }
5567
5568 int extent_buffer_under_io(const struct extent_buffer *eb)
5569 {
5570         return (atomic_read(&eb->io_pages) ||
5571                 test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags) ||
5572                 test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
5573 }
5574
5575 static bool page_range_has_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
5576 {
5577         struct btrfs_subpage *subpage;
5578
5579         lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
5580
5581         if (PagePrivate(page)) {
5582                 subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
5583                 if (atomic_read(&subpage->eb_refs))
5584                         return true;
5585                 /*
5586                  * Even there is no eb refs here, we may still have
5587                  * end_page_read() call relying on page::private.
5588                  */
5589                 if (atomic_read(&subpage->readers))
5590                         return true;
5591         }
5592         return false;
5593 }
5594
5595 static void detach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb, struct page *page)
5596 {
5597         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
5598         const bool mapped = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
5599
5600         /*
5601          * For mapped eb, we're going to change the page private, which should
5602          * be done under the private_lock.
5603          */
5604         if (mapped)
5605                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
5606
5607         if (!PagePrivate(page)) {
5608                 if (mapped)
5609                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5610                 return;
5611         }
5612
5613         if (fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
5614                 /*
5615                  * We do this since we'll remove the pages after we've
5616                  * removed the eb from the radix tree, so we could race
5617                  * and have this page now attached to the new eb.  So
5618                  * only clear page_private if it's still connected to
5619                  * this eb.
5620                  */
5621                 if (PagePrivate(page) &&
5622                     page->private == (unsigned long)eb) {
5623                         BUG_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
5624                         BUG_ON(PageDirty(page));
5625                         BUG_ON(PageWriteback(page));
5626                         /*
5627                          * We need to make sure we haven't be attached
5628                          * to a new eb.
5629                          */
5630                         detach_page_private(page);
5631                 }
5632                 if (mapped)
5633                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5634                 return;
5635         }
5636
5637         /*
5638          * For subpage, we can have dummy eb with page private.  In this case,
5639          * we can directly detach the private as such page is only attached to
5640          * one dummy eb, no sharing.
5641          */
5642         if (!mapped) {
5643                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
5644                 return;
5645         }
5646
5647         btrfs_page_dec_eb_refs(fs_info, page);
5648
5649         /*
5650          * We can only detach the page private if there are no other ebs in the
5651          * page range and no unfinished IO.
5652          */
5653         if (!page_range_has_eb(fs_info, page))
5654                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
5655
5656         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5657 }
5658
5659 /* Release all pages attached to the extent buffer */
5660 static void btrfs_release_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb)
5661 {
5662         int i;
5663         int num_pages;
5664
5665         ASSERT(!extent_buffer_under_io(eb));
5666
5667         num_pages = num_extent_pages(eb);
5668         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5669                 struct page *page = eb->pages[i];
5670
5671                 if (!page)
5672                         continue;
5673
5674                 detach_extent_buffer_page(eb, page);
5675
5676                 /* One for when we allocated the page */
5677                 put_page(page);
5678         }
5679 }
5680
5681 /*
5682  * Helper for releasing the extent buffer.
5683  */
5684 static inline void btrfs_release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
5685 {
5686         btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
5687         btrfs_leak_debug_del(&eb->fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list);
5688         __free_extent_buffer(eb);
5689 }
5690
5691 static struct extent_buffer *
5692 __alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start,
5693                       unsigned long len)
5694 {
5695         struct extent_buffer *eb = NULL;
5696
5697         eb = kmem_cache_zalloc(extent_buffer_cache, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
5698         eb->start = start;
5699         eb->len = len;
5700         eb->fs_info = fs_info;
5701         eb->bflags = 0;
5702         init_rwsem(&eb->lock);
5703
5704         btrfs_leak_debug_add(&fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list,
5705                              &fs_info->allocated_ebs);
5706         INIT_LIST_HEAD(&eb->release_list);
5707
5708         spin_lock_init(&eb->refs_lock);
5709         atomic_set(&eb->refs, 1);
5710         atomic_set(&eb->io_pages, 0);
5711
5712         ASSERT(len <= BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE);
5713
5714         return eb;
5715 }
5716
5717 struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src)
5718 {
5719         int i;
5720         struct page *p;
5721         struct extent_buffer *new;
5722         int num_pages = num_extent_pages(src);
5723
5724         new = __alloc_extent_buffer(src->fs_info, src->start, src->len);
5725         if (new == NULL)
5726                 return NULL;
5727
5728         /*
5729          * Set UNMAPPED before calling btrfs_release_extent_buffer(), as
5730          * btrfs_release_extent_buffer() have different behavior for
5731          * UNMAPPED subpage extent buffer.
5732          */
5733         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &new->bflags);
5734
5735         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5736                 int ret;
5737
5738                 p = alloc_page(GFP_NOFS);
5739                 if (!p) {
5740                         btrfs_release_extent_buffer(new);
5741                         return NULL;
5742                 }
5743                 ret = attach_extent_buffer_page(new, p, NULL);
5744                 if (ret < 0) {
5745                         put_page(p);
5746                         btrfs_release_extent_buffer(new);
5747                         return NULL;
5748                 }
5749                 WARN_ON(PageDirty(p));
5750                 new->pages[i] = p;
5751                 copy_page(page_address(p), page_address(src->pages[i]));
5752         }
5753         set_extent_buffer_uptodate(new);
5754
5755         return new;
5756 }
5757
5758 struct extent_buffer *__alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5759                                                   u64 start, unsigned long len)
5760 {
5761         struct extent_buffer *eb;
5762         int num_pages;
5763         int i;
5764
5765         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
5766         if (!eb)
5767                 return NULL;
5768
5769         num_pages = num_extent_pages(eb);
5770         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5771                 int ret;
5772
5773                 eb->pages[i] = alloc_page(GFP_NOFS);
5774                 if (!eb->pages[i])
5775                         goto err;
5776                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i], NULL);
5777                 if (ret < 0)
5778                         goto err;
5779         }
5780         set_extent_buffer_uptodate(eb);
5781         btrfs_set_header_nritems(eb, 0);
5782         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
5783
5784         return eb;
5785 err:
5786         for (; i > 0; i--) {
5787                 detach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i - 1]);
5788                 __free_page(eb->pages[i - 1]);
5789         }
5790         __free_extent_buffer(eb);
5791         return NULL;
5792 }
5793
5794 struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5795                                                 u64 start)
5796 {
5797         return __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start, fs_info->nodesize);
5798 }
5799
5800 static void check_buffer_tree_ref(struct extent_buffer *eb)
5801 {
5802         int refs;
5803         /*
5804          * The TREE_REF bit is first set when the extent_buffer is added
5805          * to the radix tree. It is also reset, if unset, when a new reference
5806          * is created by find_extent_buffer.
5807          *
5808          * It is only cleared in two cases: freeing the last non-tree
5809          * reference to the extent_buffer when its STALE bit is set or
5810          * calling releasepage when the tree reference is the only reference.
5811          *
5812          * In both cases, care is taken to ensure that the extent_buffer's
5813          * pages are not under io. However, releasepage can be concurrently
5814          * called with creating new references, which is prone to race
5815          * conditions between the calls to check_buffer_tree_ref in those
5816          * codepaths and clearing TREE_REF in try_release_extent_buffer.
5817          *
5818          * The actual lifetime of the extent_buffer in the radix tree is
5819          * adequately protected by the refcount, but the TREE_REF bit and
5820          * its corresponding reference are not. To protect against this
5821          * class of races, we call check_buffer_tree_ref from the codepaths
5822          * which trigger io after they set eb->io_pages. Note that once io is
5823          * initiated, TREE_REF can no longer be cleared, so that is the
5824          * moment at which any such race is best fixed.
5825          */
5826         refs = atomic_read(&eb->refs);
5827         if (refs >= 2 && test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
5828                 return;
5829
5830         spin_lock(&eb->refs_lock);
5831         if (!test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
5832                 atomic_inc(&eb->refs);
5833         spin_unlock(&eb->refs_lock);
5834 }
5835
5836 static void mark_extent_buffer_accessed(struct extent_buffer *eb,
5837                 struct page *accessed)
5838 {
5839         int num_pages, i;
5840
5841         check_buffer_tree_ref(eb);
5842
5843         num_pages = num_extent_pages(eb);
5844         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5845                 struct page *p = eb->pages[i];
5846
5847                 if (p != accessed)
5848                         mark_page_accessed(p);
5849         }
5850 }
5851
5852 struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5853                                          u64 start)
5854 {
5855         struct extent_buffer *eb;
5856
5857         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
5858         if (!eb)
5859                 return NULL;
5860         /*
5861          * Lock our eb's refs_lock to avoid races with free_extent_buffer().
5862          * When we get our eb it might be flagged with EXTENT_BUFFER_STALE and
5863          * another task running free_extent_buffer() might have seen that flag
5864          * set, eb->refs == 2, that the buffer isn't under IO (dirty and
5865          * writeback flags not set) and it's still in the tree (flag
5866          * EXTENT_BUFFER_TREE_REF set), therefore being in the process of
5867          * decrementing the extent buffer's reference count twice.  So here we
5868          * could race and increment the eb's reference count, clear its stale
5869          * flag, mark it as dirty and drop our reference before the other task
5870          * finishes executing free_extent_buffer, which would later result in
5871          * an attempt to free an extent buffer that is dirty.
5872          */
5873         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags)) {
5874                 spin_lock(&eb->refs_lock);
5875                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
5876         }
5877         mark_extent_buffer_accessed(eb, NULL);
5878         return eb;
5879 }
5880
5881 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
5882 struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5883                                         u64 start)
5884 {
5885         struct extent_buffer *eb, *exists = NULL;
5886         int ret;
5887
5888         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
5889         if (eb)
5890                 return eb;
5891         eb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start);
5892         if (!eb)
5893                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5894         eb->fs_info = fs_info;
5895 again:
5896         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
5897         if (ret) {
5898                 exists = ERR_PTR(ret);
5899                 goto free_eb;
5900         }
5901         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
5902         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
5903                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
5904         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
5905         radix_tree_preload_end();
5906         if (ret == -EEXIST) {
5907                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
5908                 if (exists)
5909                         goto free_eb;
5910                 else
5911                         goto again;
5912         }
5913         check_buffer_tree_ref(eb);
5914         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
5915
5916         return eb;
5917 free_eb:
5918         btrfs_release_extent_buffer(eb);
5919         return exists;
5920 }
5921 #endif
5922
5923 static struct extent_buffer *grab_extent_buffer(
5924                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
5925 {
5926         struct extent_buffer *exists;
5927
5928         /*
5929          * For subpage case, we completely rely on radix tree to ensure we
5930          * don't try to insert two ebs for the same bytenr.  So here we always
5931          * return NULL and just continue.
5932          */
5933         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
5934                 return NULL;
5935
5936         /* Page not yet attached to an extent buffer */
5937         if (!PagePrivate(page))
5938                 return NULL;
5939
5940         /*
5941          * We could have already allocated an eb for this page and attached one
5942          * so lets see if we can get a ref on the existing eb, and if we can we
5943          * know it's good and we can just return that one, else we know we can
5944          * just overwrite page->private.
5945          */
5946         exists = (struct extent_buffer *)page->private;
5947         if (atomic_inc_not_zero(&exists->refs))
5948                 return exists;
5949
5950         WARN_ON(PageDirty(page));
5951         detach_page_private(page);
5952         return NULL;
5953 }
5954
5955 struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5956                                           u64 start, u64 owner_root, int level)
5957 {
5958         unsigned long len = fs_info->nodesize;
5959         int num_pages;
5960         int i;
5961         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
5962         struct extent_buffer *eb;
5963         struct extent_buffer *exists = NULL;
5964         struct page *p;
5965         struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
5966         int uptodate = 1;
5967         int ret;
5968
5969         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize)) {
5970                 btrfs_err(fs_info, "bad tree block start %llu", start);
5971                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5972         }
5973
5974 #if BITS_PER_LONG == 32
5975         if (start >= MAX_LFS_FILESIZE) {
5976                 btrfs_err_rl(fs_info,
5977                 "extent buffer %llu is beyond 32bit page cache limit", start);
5978                 btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
5979                 return ERR_PTR(-EOVERFLOW);
5980         }
5981         if (start >= BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
5982                 btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
5983 #endif
5984
5985         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE &&
5986             offset_in_page(start) + len > PAGE_SIZE) {
5987                 btrfs_err(fs_info,
5988                 "tree block crosses page boundary, start %llu nodesize %lu",
5989                           start, len);
5990                 return ERR_PTR(-EINVAL);
5991         }
5992
5993         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
5994         if (eb)
5995                 return eb;
5996
5997         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
5998         if (!eb)
5999                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6000         btrfs_set_buffer_lockdep_class(owner_root, eb, level);
6001
6002         num_pages = num_extent_pages(eb);
6003         for (i = 0; i < num_pages; i++, index++) {
6004                 struct btrfs_subpage *prealloc = NULL;
6005
6006                 p = find_or_create_page(mapping, index, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
6007                 if (!p) {
6008                         exists = ERR_PTR(-ENOMEM);
6009                         goto free_eb;
6010                 }
6011
6012                 /*
6013                  * Preallocate page->private for subpage case, so that we won't
6014                  * allocate memory with private_lock hold.  The memory will be
6015                  * freed by attach_extent_buffer_page() or freed manually if
6016                  * we exit earlier.
6017                  *
6018                  * Although we have ensured one subpage eb can only have one
6019                  * page, but it may change in the future for 16K page size
6020                  * support, so we still preallocate the memory in the loop.
6021                  */
6022                 ret = btrfs_alloc_subpage(fs_info, &prealloc,
6023                                           BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
6024                 if (ret < 0) {
6025                         unlock_page(p);
6026                         put_page(p);
6027                         exists = ERR_PTR(ret);
6028                         goto free_eb;
6029                 }
6030
6031                 spin_lock(&mapping->private_lock);
6032                 exists = grab_extent_buffer(fs_info, p);
6033                 if (exists) {
6034                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
6035                         unlock_page(p);
6036                         put_page(p);
6037                         mark_extent_buffer_accessed(exists, p);
6038                         btrfs_free_subpage(prealloc);
6039                         goto free_eb;
6040                 }
6041                 /* Should not fail, as we have preallocated the memory */
6042                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, prealloc);
6043                 ASSERT(!ret);
6044                 /*
6045                  * To inform we have extra eb under allocation, so that
6046                  * detach_extent_buffer_page() won't release the page private
6047                  * when the eb hasn't yet been inserted into radix tree.
6048                  *
6049                  * The ref will be decreased when the eb released the page, in
6050                  * detach_extent_buffer_page().
6051                  * Thus needs no special handling in error path.
6052                  */
6053                 btrfs_page_inc_eb_refs(fs_info, p);
6054                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
6055
6056                 WARN_ON(btrfs_page_test_dirty(fs_info, p, eb->start, eb->len));
6057                 eb->pages[i] = p;
6058                 if (!PageUptodate(p))
6059                         uptodate = 0;
6060
6061                 /*
6062                  * We can't unlock the pages just yet since the extent buffer
6063                  * hasn't been properly inserted in the radix tree, this
6064                  * opens a race with btree_releasepage which can free a page
6065                  * while we are still filling in all pages for the buffer and
6066                  * we could crash.
6067                  */
6068         }
6069         if (uptodate)
6070                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6071 again:
6072         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
6073         if (ret) {
6074                 exists = ERR_PTR(ret);
6075                 goto free_eb;
6076         }
6077
6078         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
6079         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
6080                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
6081         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
6082         radix_tree_preload_end();
6083         if (ret == -EEXIST) {
6084                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
6085                 if (exists)
6086                         goto free_eb;
6087                 else
6088                         goto again;
6089         }
6090         /* add one reference for the tree */
6091         check_buffer_tree_ref(eb);
6092         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
6093
6094         /*
6095          * Now it's safe to unlock the pages because any calls to
6096          * btree_releasepage will correctly detect that a page belongs to a
6097          * live buffer and won't free them prematurely.
6098          */
6099         for (i = 0; i < num_pages; i++)
6100                 unlock_page(eb->pages[i]);
6101         return eb;
6102
6103 free_eb:
6104         WARN_ON(!atomic_dec_and_test(&eb->refs));
6105         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6106                 if (eb->pages[i])
6107                         unlock_page(eb->pages[i]);
6108         }
6109
6110         btrfs_release_extent_buffer(eb);
6111         return exists;
6112 }
6113
6114 static inline void btrfs_release_extent_buffer_rcu(struct rcu_head *head)
6115 {
6116         struct extent_buffer *eb =
6117                         container_of(head, struct extent_buffer, rcu_head);
6118
6119         __free_extent_buffer(eb);
6120 }
6121
6122 static int release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
6123         __releases(&eb->refs_lock)
6124 {
6125         lockdep_assert_held(&eb->refs_lock);
6126
6127         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6128         if (atomic_dec_and_test(&eb->refs)) {
6129                 if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags)) {
6130                         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6131
6132                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6133
6134                         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
6135                         radix_tree_delete(&fs_info->buffer_radix,
6136                                           eb->start >> fs_info->sectorsize_bits);
6137                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
6138                 } else {
6139                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6140                 }
6141
6142                 btrfs_leak_debug_del(&eb->fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list);
6143                 /* Should be safe to release our pages at this point */
6144                 btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
6145 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
6146                 if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags))) {
6147                         __free_extent_buffer(eb);
6148                         return 1;
6149                 }
6150 #endif
6151                 call_rcu(&eb->rcu_head, btrfs_release_extent_buffer_rcu);
6152                 return 1;
6153         }
6154         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6155
6156         return 0;
6157 }
6158
6159 void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
6160 {
6161         int refs;
6162         int old;
6163         if (!eb)
6164                 return;
6165
6166         while (1) {
6167                 refs = atomic_read(&eb->refs);
6168                 if ((!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) && refs <= 3)
6169                     || (test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) &&
6170                         refs == 1))
6171                         break;
6172                 old = atomic_cmpxchg(&eb->refs, refs, refs - 1);
6173                 if (old == refs)
6174                         return;
6175         }
6176
6177         spin_lock(&eb->refs_lock);
6178         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 &&
6179             test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags) &&
6180             !extent_buffer_under_io(eb) &&
6181             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
6182                 atomic_dec(&eb->refs);
6183
6184         /*
6185          * I know this is terrible, but it's temporary until we stop tracking
6186          * the uptodate bits and such for the extent buffers.
6187          */
6188         release_extent_buffer(eb);
6189 }
6190
6191 void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb)
6192 {
6193         if (!eb)
6194                 return;
6195
6196         spin_lock(&eb->refs_lock);
6197         set_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags);
6198
6199         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 && !extent_buffer_under_io(eb) &&
6200             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
6201                 atomic_dec(&eb->refs);
6202         release_extent_buffer(eb);
6203 }
6204
6205 static void btree_clear_page_dirty(struct page *page)
6206 {
6207         ASSERT(PageDirty(page));
6208         ASSERT(PageLocked(page));
6209         clear_page_dirty_for_io(page);
6210         xa_lock_irq(&page->mapping->i_pages);
6211         if (!PageDirty(page))
6212                 __xa_clear_mark(&page->mapping->i_pages,
6213                                 page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
6214         xa_unlock_irq(&page->mapping->i_pages);
6215 }
6216
6217 static void clear_subpage_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
6218 {
6219         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6220         struct page *page = eb->pages[0];
6221         bool last;
6222
6223         /* btree_clear_page_dirty() needs page locked */
6224         lock_page(page);
6225         last = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page, eb->start,
6226                                                   eb->len);
6227         if (last)
6228                 btree_clear_page_dirty(page);
6229         unlock_page(page);
6230         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6231 }
6232
6233 void clear_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
6234 {
6235         int i;
6236         int num_pages;
6237         struct page *page;
6238
6239         if (eb->fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
6240                 return clear_subpage_extent_buffer_dirty(eb);
6241
6242         num_pages = num_extent_pages(eb);
6243
6244         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6245                 page = eb->pages[i];
6246                 if (!PageDirty(page))
6247                         continue;
6248                 lock_page(page);
6249                 btree_clear_page_dirty(page);
6250                 ClearPageError(page);
6251                 unlock_page(page);
6252         }
6253         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6254 }
6255
6256 bool set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb)
6257 {
6258         int i;
6259         int num_pages;
6260         bool was_dirty;
6261
6262         check_buffer_tree_ref(eb);
6263
6264         was_dirty = test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
6265
6266         num_pages = num_extent_pages(eb);
6267         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6268         WARN_ON(!test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags));
6269
6270         if (!was_dirty) {
6271                 bool subpage = eb->fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE;
6272
6273                 /*
6274                  * For subpage case, we can have other extent buffers in the
6275                  * same page, and in clear_subpage_extent_buffer_dirty() we
6276                  * have to clear page dirty without subpage lock held.
6277                  * This can cause race where our page gets dirty cleared after
6278                  * we just set it.
6279                  *
6280                  * Thankfully, clear_subpage_extent_buffer_dirty() has locked
6281                  * its page for other reasons, we can use page lock to prevent
6282                  * the above race.
6283                  */
6284                 if (subpage)
6285                         lock_page(eb->pages[0]);
6286                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
6287                         btrfs_page_set_dirty(eb->fs_info, eb->pages[i],
6288                                              eb->start, eb->len);
6289                 if (subpage)
6290                         unlock_page(eb->pages[0]);
6291         }
6292 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
6293         for (i = 0; i < num_pages; i++)
6294                 ASSERT(PageDirty(eb->pages[i]));
6295 #endif
6296
6297         return was_dirty;
6298 }
6299
6300 void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
6301 {
6302         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6303         struct page *page;
6304         int num_pages;
6305         int i;
6306
6307         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6308         num_pages = num_extent_pages(eb);
6309         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6310                 page = eb->pages[i];
6311                 if (page)
6312                         btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page,
6313                                                   eb->start, eb->len);
6314         }
6315 }
6316
6317 void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
6318 {
6319         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6320         struct page *page;
6321         int num_pages;
6322         int i;
6323
6324         set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6325         num_pages = num_extent_pages(eb);
6326         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6327                 page = eb->pages[i];
6328                 btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6329         }
6330 }
6331
6332 static int read_extent_buffer_subpage(struct extent_buffer *eb, int wait,
6333                                       int mirror_num)
6334 {
6335         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6336         struct extent_io_tree *io_tree;
6337         struct page *page = eb->pages[0];
6338         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
6339         int ret = 0;
6340
6341         ASSERT(!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags));
6342         ASSERT(PagePrivate(page));
6343         io_tree = &BTRFS_I(fs_info->btree_inode)->io_tree;
6344
6345         if (wait == WAIT_NONE) {
6346                 if (!try_lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1))
6347                         return -EAGAIN;
6348         } else {
6349                 ret = lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1);
6350                 if (ret < 0)
6351                         return ret;
6352         }
6353
6354         ret = 0;
6355         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags) ||
6356             PageUptodate(page) ||
6357             btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page, eb->start, eb->len)) {
6358                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6359                 unlock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1);
6360                 return ret;
6361         }
6362
6363         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
6364         eb->read_mirror = 0;
6365         atomic_set(&eb->io_pages, 1);
6366         check_buffer_tree_ref(eb);
6367         btrfs_subpage_clear_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6368
6369         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6370         ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ | REQ_META, NULL, &bio_ctrl,
6371                                  page, eb->start, eb->len,
6372                                  eb->start - page_offset(page),
6373                                  end_bio_extent_readpage, mirror_num, 0,
6374                                  true);
6375         if (ret) {
6376                 /*
6377                  * In the endio function, if we hit something wrong we will
6378                  * increase the io_pages, so here we need to decrease it for
6379                  * error path.
6380                  */
6381                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6382         }
6383         if (bio_ctrl.bio) {
6384                 int tmp;
6385
6386                 tmp = submit_one_bio(bio_ctrl.bio, mirror_num, 0);
6387                 bio_ctrl.bio = NULL;
6388                 if (tmp < 0)
6389                         return tmp;
6390         }
6391         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE)
6392                 return ret;
6393
6394         wait_extent_bit(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1, EXTENT_LOCKED);
6395         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
6396                 ret = -EIO;
6397         return ret;
6398 }
6399
6400 int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int wait, int mirror_num)
6401 {
6402         int i;
6403         struct page *page;
6404         int err;
6405         int ret = 0;
6406         int locked_pages = 0;
6407         int all_uptodate = 1;
6408         int num_pages;
6409         unsigned long num_reads = 0;
6410         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
6411
6412         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
6413                 return 0;
6414
6415         if (eb->fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE)
6416                 return read_extent_buffer_subpage(eb, wait, mirror_num);
6417
6418         num_pages = num_extent_pages(eb);
6419         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6420                 page = eb->pages[i];
6421                 if (wait == WAIT_NONE) {
6422                         /*
6423                          * WAIT_NONE is only utilized by readahead. If we can't
6424                          * acquire the lock atomically it means either the eb
6425                          * is being read out or under modification.
6426                          * Either way the eb will be or has been cached,
6427                          * readahead can exit safely.
6428                          */
6429                         if (!trylock_page(page))
6430                                 goto unlock_exit;
6431                 } else {
6432                         lock_page(page);
6433                 }
6434                 locked_pages++;
6435         }
6436         /*
6437          * We need to firstly lock all pages to make sure that
6438          * the uptodate bit of our pages won't be affected by
6439          * clear_extent_buffer_uptodate().
6440          */
6441         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6442                 page = eb->pages[i];
6443                 if (!PageUptodate(page)) {
6444                         num_reads++;
6445                         all_uptodate = 0;
6446                 }
6447         }
6448
6449         if (all_uptodate) {
6450                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6451                 goto unlock_exit;
6452         }
6453
6454         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
6455         eb->read_mirror = 0;
6456         atomic_set(&eb->io_pages, num_reads);
6457         /*
6458          * It is possible for releasepage to clear the TREE_REF bit before we
6459          * set io_pages. See check_buffer_tree_ref for a more detailed comment.
6460          */
6461         check_buffer_tree_ref(eb);
6462         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6463                 page = eb->pages[i];
6464
6465                 if (!PageUptodate(page)) {
6466                         if (ret) {
6467                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6468                                 unlock_page(page);
6469                                 continue;
6470                         }
6471
6472                         ClearPageError(page);
6473                         err = submit_extent_page(REQ_OP_READ | REQ_META, NULL,
6474                                          &bio_ctrl, page, page_offset(page),
6475                                          PAGE_SIZE, 0, end_bio_extent_readpage,
6476                                          mirror_num, 0, false);
6477                         if (err) {
6478                                 /*
6479                                  * We failed to submit the bio so it's the
6480                                  * caller's responsibility to perform cleanup
6481                                  * i.e unlock page/set error bit.
6482                                  */
6483                                 ret = err;
6484                                 SetPageError(page);
6485                                 unlock_page(page);
6486                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6487                         }
6488                 } else {
6489                         unlock_page(page);
6490                 }
6491         }
6492
6493         if (bio_ctrl.bio) {
6494                 err = submit_one_bio(bio_ctrl.bio, mirror_num, bio_ctrl.bio_flags);
6495                 bio_ctrl.bio = NULL;
6496                 if (err)
6497                         return err;
6498         }
6499
6500         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE)
6501                 return ret;
6502
6503         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6504                 page = eb->pages[i];
6505                 wait_on_page_locked(page);
6506                 if (!PageUptodate(page))
6507                         ret = -EIO;
6508         }
6509
6510         return ret;
6511
6512 unlock_exit:
6513         while (locked_pages > 0) {
6514                 locked_pages--;
6515                 page = eb->pages[locked_pages];
6516                 unlock_page(page);
6517         }
6518         return ret;
6519 }
6520
6521 static bool report_eb_range(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6522                             unsigned long len)
6523 {
6524         btrfs_warn(eb->fs_info,
6525                 "access to eb bytenr %llu len %lu out of range start %lu len %lu",
6526                 eb->start, eb->len, start, len);
6527         WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
6528
6529         return true;
6530 }
6531
6532 /*
6533  * Check if the [start, start + len) range is valid before reading/writing
6534  * the eb.
6535  * NOTE: @start and @len are offset inside the eb, not logical address.
6536  *
6537  * Caller should not touch the dst/src memory if this function returns error.
6538  */
6539 static inline int check_eb_range(const struct extent_buffer *eb,
6540                                  unsigned long start, unsigned long len)
6541 {
6542         unsigned long offset;
6543
6544         /* start, start + len should not go beyond eb->len nor overflow */
6545         if (unlikely(check_add_overflow(start, len, &offset) || offset > eb->len))
6546                 return report_eb_range(eb, start, len);
6547
6548         return false;
6549 }
6550
6551 void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dstv,
6552                         unsigned long start, unsigned long len)
6553 {
6554         size_t cur;
6555         size_t offset;
6556         struct page *page;
6557         char *kaddr;
6558         char *dst = (char *)dstv;
6559         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6560
6561         if (check_eb_range(eb, start, len))
6562                 return;
6563
6564         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6565
6566         while (len > 0) {
6567                 page = eb->pages[i];
6568
6569                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6570                 kaddr = page_address(page);
6571                 memcpy(dst, kaddr + offset, cur);
6572
6573                 dst += cur;
6574                 len -= cur;
6575                 offset = 0;
6576                 i++;
6577         }
6578 }
6579
6580 int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
6581                                        void __user *dstv,
6582                                        unsigned long start, unsigned long len)
6583 {
6584         size_t cur;
6585         size_t offset;
6586         struct page *page;
6587         char *kaddr;
6588         char __user *dst = (char __user *)dstv;
6589         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6590         int ret = 0;
6591
6592         WARN_ON(start > eb->len);
6593         WARN_ON(start + len > eb->start + eb->len);
6594
6595         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6596
6597         while (len > 0) {
6598                 page = eb->pages[i];
6599
6600                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6601                 kaddr = page_address(page);
6602                 if (copy_to_user_nofault(dst, kaddr + offset, cur)) {
6603                         ret = -EFAULT;
6604                         break;
6605                 }
6606
6607                 dst += cur;
6608                 len -= cur;
6609                 offset = 0;
6610                 i++;
6611         }
6612
6613         return ret;
6614 }
6615
6616 int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
6617                          unsigned long start, unsigned long len)
6618 {
6619         size_t cur;
6620         size_t offset;
6621         struct page *page;
6622         char *kaddr;
6623         char *ptr = (char *)ptrv;
6624         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6625         int ret = 0;
6626
6627         if (check_eb_range(eb, start, len))
6628                 return -EINVAL;
6629
6630         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6631
6632         while (len > 0) {
6633                 page = eb->pages[i];
6634
6635                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6636
6637                 kaddr = page_address(page);
6638                 ret = memcmp(ptr, kaddr + offset, cur);
6639                 if (ret)
6640                         break;
6641
6642                 ptr += cur;
6643                 len -= cur;
6644                 offset = 0;
6645                 i++;
6646         }
6647         return ret;
6648 }
6649
6650 /*
6651  * Check that the extent buffer is uptodate.
6652  *
6653  * For regular sector size == PAGE_SIZE case, check if @page is uptodate.
6654  * For subpage case, check if the range covered by the eb has EXTENT_UPTODATE.
6655  */
6656 static void assert_eb_page_uptodate(const struct extent_buffer *eb,
6657                                     struct page *page)
6658 {
6659         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6660
6661         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
6662                 bool uptodate;
6663
6664                 uptodate = btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page,
6665                                                        eb->start, eb->len);
6666                 WARN_ON(!uptodate);
6667         } else {
6668                 WARN_ON(!PageUptodate(page));
6669         }
6670 }
6671
6672 void write_extent_buffer_chunk_tree_uuid(const struct extent_buffer *eb,
6673                 const void *srcv)
6674 {
6675         char *kaddr;
6676
6677         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
6678         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
6679                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header,
6680                                                    chunk_tree_uuid));
6681         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
6682 }
6683
6684 void write_extent_buffer_fsid(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv)
6685 {
6686         char *kaddr;
6687
6688         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
6689         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
6690                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header, fsid));
6691         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
6692 }
6693
6694 void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv,
6695                          unsigned long start, unsigned long len)
6696 {
6697         size_t cur;
6698         size_t offset;
6699         struct page *page;
6700         char *kaddr;
6701         char *src = (char *)srcv;
6702         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6703
6704         WARN_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags));
6705
6706         if (check_eb_range(eb, start, len))
6707                 return;
6708
6709         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6710
6711         while (len > 0) {
6712                 page = eb->pages[i];
6713                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6714
6715                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
6716                 kaddr = page_address(page);
6717                 memcpy(kaddr + offset, src, cur);
6718
6719                 src += cur;
6720                 len -= cur;
6721                 offset = 0;
6722                 i++;
6723         }
6724 }
6725
6726 void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6727                 unsigned long len)
6728 {
6729         size_t cur;
6730         size_t offset;
6731         struct page *page;
6732         char *kaddr;
6733         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6734
6735         if (check_eb_range(eb, start, len))
6736                 return;
6737
6738         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6739
6740         while (len > 0) {
6741                 page = eb->pages[i];
6742                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6743
6744                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
6745                 kaddr = page_address(page);
6746                 memset(kaddr + offset, 0, cur);
6747
6748                 len -= cur;
6749                 offset = 0;
6750                 i++;
6751         }
6752 }
6753
6754 void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
6755                              const struct extent_buffer *src)
6756 {
6757         int i;
6758         int num_pages;
6759
6760         ASSERT(dst->len == src->len);
6761
6762         if (dst->fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
6763                 num_pages = num_extent_pages(dst);
6764                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
6765                         copy_page(page_address(dst->pages[i]),
6766                                   page_address(src->pages[i]));
6767         } else {
6768                 size_t src_offset = get_eb_offset_in_page(src, 0);
6769                 size_t dst_offset = get_eb_offset_in_page(dst, 0);
6770
6771                 ASSERT(src->fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE);
6772                 memcpy(page_address(dst->pages[0]) + dst_offset,
6773                        page_address(src->pages[0]) + src_offset,
6774                        src->len);
6775         }
6776 }
6777
6778 void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
6779                         const struct extent_buffer *src,
6780                         unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
6781                         unsigned long len)
6782 {
6783         u64 dst_len = dst->len;
6784         size_t cur;
6785         size_t offset;
6786         struct page *page;
6787         char *kaddr;
6788         unsigned long i = get_eb_page_index(dst_offset);
6789
6790         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
6791             check_eb_range(src, src_offset, len))
6792                 return;
6793
6794         WARN_ON(src->len != dst_len);
6795
6796         offset = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
6797
6798         while (len > 0) {
6799                 page = dst->pages[i];
6800                 assert_eb_page_uptodate(dst, page);
6801
6802                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE - offset));
6803
6804                 kaddr = page_address(page);
6805                 read_extent_buffer(src, kaddr + offset, src_offset, cur);
6806
6807                 src_offset += cur;
6808                 len -= cur;
6809                 offset = 0;
6810                 i++;
6811         }
6812 }
6813
6814 /*
6815  * eb_bitmap_offset() - calculate the page and offset of the byte containing the
6816  * given bit number
6817  * @eb: the extent buffer
6818  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
6819  * @nr: bit number
6820  * @page_index: return index of the page in the extent buffer that contains the
6821  * given bit number
6822  * @page_offset: return offset into the page given by page_index
6823  *
6824  * This helper hides the ugliness of finding the byte in an extent buffer which
6825  * contains a given bit.
6826  */
6827 static inline void eb_bitmap_offset(const struct extent_buffer *eb,
6828                                     unsigned long start, unsigned long nr,
6829                                     unsigned long *page_index,
6830                                     size_t *page_offset)
6831 {
6832         size_t byte_offset = BIT_BYTE(nr);
6833         size_t offset;
6834
6835         /*
6836          * The byte we want is the offset of the extent buffer + the offset of
6837          * the bitmap item in the extent buffer + the offset of the byte in the
6838          * bitmap item.
6839          */
6840         offset = start + offset_in_page(eb->start) + byte_offset;
6841
6842         *page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
6843         *page_offset = offset_in_page(offset);
6844 }
6845
6846 /**
6847  * extent_buffer_test_bit - determine whether a bit in a bitmap item is set
6848  * @eb: the extent buffer
6849  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
6850  * @nr: bit number to test
6851  */
6852 int extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6853                            unsigned long nr)
6854 {
6855         u8 *kaddr;
6856         struct page *page;
6857         unsigned long i;
6858         size_t offset;
6859
6860         eb_bitmap_offset(eb, start, nr, &i, &offset);
6861         page = eb->pages[i];
6862         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6863         kaddr = page_address(page);
6864         return 1U & (kaddr[offset] >> (nr & (BITS_PER_BYTE - 1)));
6865 }
6866
6867 /**
6868  * extent_buffer_bitmap_set - set an area of a bitmap
6869  * @eb: the extent buffer
6870  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
6871  * @pos: bit number of the first bit
6872  * @len: number of bits to set
6873  */
6874 void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6875                               unsigned long pos, unsigned long len)
6876 {
6877         u8 *kaddr;
6878         struct page *page;
6879         unsigned long i;
6880         size_t offset;
6881         const unsigned int size = pos + len;
6882         int bits_to_set = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
6883         u8 mask_to_set = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
6884
6885         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
6886         page = eb->pages[i];
6887         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6888         kaddr = page_address(page);
6889
6890         while (len >= bits_to_set) {
6891                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
6892                 len -= bits_to_set;
6893                 bits_to_set = BITS_PER_BYTE;
6894                 mask_to_set = ~0;
6895                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
6896                         offset = 0;
6897                         page = eb->pages[++i];
6898                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6899                         kaddr = page_address(page);
6900                 }
6901         }
6902         if (len) {
6903                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
6904                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
6905         }
6906 }
6907
6908
6909 /**
6910  * extent_buffer_bitmap_clear - clear an area of a bitmap
6911  * @eb: the extent buffer
6912  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
6913  * @pos: bit number of the first bit
6914  * @len: number of bits to clear
6915  */
6916 void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
6917                                 unsigned long start, unsigned long pos,
6918                                 unsigned long len)
6919 {
6920         u8 *kaddr;
6921         struct page *page;
6922         unsigned long i;
6923         size_t offset;
6924         const unsigned int size = pos + len;
6925         int bits_to_clear = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
6926         u8 mask_to_clear = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
6927
6928         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
6929         page = eb->pages[i];
6930         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6931         kaddr = page_address(page);
6932
6933         while (len >= bits_to_clear) {
6934                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
6935                 len -= bits_to_clear;
6936                 bits_to_clear = BITS_PER_BYTE;
6937                 mask_to_clear = ~0;
6938                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
6939                         offset = 0;
6940                         page = eb->pages[++i];
6941                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6942                         kaddr = page_address(page);
6943                 }
6944         }
6945         if (len) {
6946                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
6947                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
6948         }
6949 }
6950
6951 static inline bool areas_overlap(unsigned long src, unsigned long dst, unsigned long len)
6952 {
6953         unsigned long distance = (src > dst) ? src - dst : dst - src;
6954         return distance < len;
6955 }
6956
6957 static void copy_pages(struct page *dst_page, struct page *src_page,
6958                        unsigned long dst_off, unsigned long src_off,
6959                        unsigned long len)
6960 {
6961         char *dst_kaddr = page_address(dst_page);
6962         char *src_kaddr;
6963         int must_memmove = 0;
6964
6965         if (dst_page != src_page) {
6966                 src_kaddr = page_address(src_page);
6967         } else {
6968                 src_kaddr = dst_kaddr;
6969                 if (areas_overlap(src_off, dst_off, len))
6970                         must_memmove = 1;
6971         }
6972
6973         if (must_memmove)
6974                 memmove(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
6975         else
6976                 memcpy(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
6977 }
6978
6979 void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
6980                           unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
6981                           unsigned long len)
6982 {
6983         size_t cur;
6984         size_t dst_off_in_page;
6985         size_t src_off_in_page;
6986         unsigned long dst_i;
6987         unsigned long src_i;
6988
6989         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
6990             check_eb_range(dst, src_offset, len))
6991                 return;
6992
6993         while (len > 0) {
6994                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
6995                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_offset);
6996
6997                 dst_i = get_eb_page_index(dst_offset);
6998                 src_i = get_eb_page_index(src_offset);
6999
7000                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE -
7001                                                src_off_in_page));
7002                 cur = min_t(unsigned long, cur,
7003                         (unsigned long)(PAGE_SIZE - dst_off_in_page));
7004
7005                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
7006                            dst_off_in_page, src_off_in_page, cur);
7007
7008                 src_offset += cur;
7009                 dst_offset += cur;
7010                 len -= cur;
7011         }
7012 }
7013
7014 void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
7015                            unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
7016                            unsigned long len)
7017 {
7018         size_t cur;
7019         size_t dst_off_in_page;
7020         size_t src_off_in_page;
7021         unsigned long dst_end = dst_offset + len - 1;
7022         unsigned long src_end = src_offset + len - 1;
7023         unsigned long dst_i;
7024         unsigned long src_i;
7025
7026         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
7027             check_eb_range(dst, src_offset, len))
7028                 return;
7029         if (dst_offset < src_offset) {
7030                 memcpy_extent_buffer(dst, dst_offset, src_offset, len);
7031                 return;
7032         }
7033         while (len > 0) {
7034                 dst_i = get_eb_page_index(dst_end);
7035                 src_i = get_eb_page_index(src_end);
7036
7037                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_end);
7038                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_end);
7039
7040                 cur = min_t(unsigned long, len, src_off_in_page + 1);
7041                 cur = min(cur, dst_off_in_page + 1);
7042                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
7043                            dst_off_in_page - cur + 1,
7044                            src_off_in_page - cur + 1, cur);
7045
7046                 dst_end -= cur;
7047                 src_end -= cur;
7048                 len -= cur;
7049         }
7050 }
7051
7052 static struct extent_buffer *get_next_extent_buffer(
7053                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
7054 {
7055         struct extent_buffer *gang[BTRFS_SUBPAGE_BITMAP_SIZE];
7056         struct extent_buffer *found = NULL;
7057         u64 page_start = page_offset(page);
7058         int ret;
7059         int i;
7060
7061         ASSERT(in_range(bytenr, page_start, PAGE_SIZE));
7062         ASSERT(PAGE_SIZE / fs_info->nodesize <= BTRFS_SUBPAGE_BITMAP_SIZE);
7063         lockdep_assert_held(&fs_info->buffer_lock);
7064
7065         ret = radix_tree_gang_lookup(&fs_info->buffer_radix, (void **)gang,
7066                         bytenr >> fs_info->sectorsize_bits,
7067                         PAGE_SIZE / fs_info->nodesize);
7068         for (i = 0; i < ret; i++) {
7069                 /* Already beyond page end */
7070                 if (gang[i]->start >= page_start + PAGE_SIZE)
7071                         break;
7072                 /* Found one */
7073                 if (gang[i]->start >= bytenr) {
7074                         found = gang[i];
7075                         break;
7076                 }
7077         }
7078         return found;
7079 }
7080
7081 static int try_release_subpage_extent_buffer(struct page *page)
7082 {
7083         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7084         u64 cur = page_offset(page);
7085         const u64 end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
7086         int ret;
7087
7088         while (cur < end) {
7089                 struct extent_buffer *eb = NULL;
7090
7091                 /*
7092                  * Unlike try_release_extent_buffer() which uses page->private
7093                  * to grab buffer, for subpage case we rely on radix tree, thus
7094                  * we need to ensure radix tree consistency.
7095                  *
7096                  * We also want an atomic snapshot of the radix tree, thus go
7097                  * with spinlock rather than RCU.
7098                  */
7099                 spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
7100                 eb = get_next_extent_buffer(fs_info, page, cur);
7101                 if (!eb) {
7102                         /* No more eb in the page range after or at cur */
7103                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7104                         break;
7105                 }
7106                 cur = eb->start + eb->len;
7107
7108                 /*
7109                  * The same as try_release_extent_buffer(), to ensure the eb
7110                  * won't disappear out from under us.
7111                  */
7112                 spin_lock(&eb->refs_lock);
7113                 if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
7114                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
7115                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7116                         break;
7117                 }
7118                 spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7119
7120                 /*
7121                  * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a
7122                  * real ref, so just return, this eb will likely be freed soon
7123                  * anyway.
7124                  */
7125                 if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
7126                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
7127                         break;
7128                 }
7129
7130                 /*
7131                  * Here we don't care about the return value, we will always
7132                  * check the page private at the end.  And
7133                  * release_extent_buffer() will release the refs_lock.
7134                  */
7135                 release_extent_buffer(eb);
7136         }
7137         /*
7138          * Finally to check if we have cleared page private, as if we have
7139          * released all ebs in the page, the page private should be cleared now.
7140          */
7141         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
7142         if (!PagePrivate(page))
7143                 ret = 1;
7144         else
7145                 ret = 0;
7146         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7147         return ret;
7148
7149 }
7150
7151 int try_release_extent_buffer(struct page *page)
7152 {
7153         struct extent_buffer *eb;
7154
7155         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->sectorsize < PAGE_SIZE)
7156                 return try_release_subpage_extent_buffer(page);
7157
7158         /*
7159          * We need to make sure nobody is changing page->private, as we rely on
7160          * page->private as the pointer to extent buffer.
7161          */
7162         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
7163         if (!PagePrivate(page)) {
7164                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7165                 return 1;
7166         }
7167
7168         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
7169         BUG_ON(!eb);
7170
7171         /*
7172          * This is a little awful but should be ok, we need to make sure that
7173          * the eb doesn't disappear out from under us while we're looking at
7174          * this page.
7175          */
7176         spin_lock(&eb->refs_lock);
7177         if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
7178                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
7179                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7180                 return 0;
7181         }
7182         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7183
7184         /*
7185          * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a real ref,
7186          * so just return, this page will likely be freed soon anyway.
7187          */
7188         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
7189                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
7190                 return 0;
7191         }
7192
7193         return release_extent_buffer(eb);
7194 }
7195
7196 /*
7197  * btrfs_readahead_tree_block - attempt to readahead a child block
7198  * @fs_info:    the fs_info
7199  * @bytenr:     bytenr to read
7200  * @owner_root: objectid of the root that owns this eb
7201  * @gen:        generation for the uptodate check, can be 0
7202  * @level:      level for the eb
7203  *
7204  * Attempt to readahead a tree block at @bytenr.  If @gen is 0 then we do a
7205  * normal uptodate check of the eb, without checking the generation.  If we have
7206  * to read the block we will not block on anything.
7207  */
7208 void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7209                                 u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level)
7210 {
7211         struct extent_buffer *eb;
7212         int ret;
7213
7214         eb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, bytenr, owner_root, level);
7215         if (IS_ERR(eb))
7216                 return;
7217
7218         if (btrfs_buffer_uptodate(eb, gen, 1)) {
7219                 free_extent_buffer(eb);
7220                 return;
7221         }
7222
7223         ret = read_extent_buffer_pages(eb, WAIT_NONE, 0);
7224         if (ret < 0)
7225                 free_extent_buffer_stale(eb);
7226         else
7227                 free_extent_buffer(eb);
7228 }
7229
7230 /*
7231  * btrfs_readahead_node_child - readahead a node's child block
7232  * @node:       parent node we're reading from
7233  * @slot:       slot in the parent node for the child we want to read
7234  *
7235  * A helper for btrfs_readahead_tree_block, we simply read the bytenr pointed at
7236  * the slot in the node provided.
7237  */
7238 void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot)
7239 {
7240         btrfs_readahead_tree_block(node->fs_info,
7241                                    btrfs_node_blockptr(node, slot),
7242                                    btrfs_header_owner(node),
7243                                    btrfs_node_ptr_generation(node, slot),
7244                                    btrfs_header_level(node) - 1);
7245 }