Merge tag 'bootconfig-fixes-v6.9-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "ordered-data.h"
43 #include "xattr.h"
44 #include "tree-log.h"
45 #include "bio.h"
46 #include "compression.h"
47 #include "locking.h"
48 #include "props.h"
49 #include "qgroup.h"
50 #include "delalloc-space.h"
51 #include "block-group.h"
52 #include "space-info.h"
53 #include "zoned.h"
54 #include "subpage.h"
55 #include "inode-item.h"
56 #include "fs.h"
57 #include "accessors.h"
58 #include "extent-tree.h"
59 #include "root-tree.h"
60 #include "defrag.h"
61 #include "dir-item.h"
62 #include "file-item.h"
63 #include "uuid-tree.h"
64 #include "ioctl.h"
65 #include "file.h"
66 #include "acl.h"
67 #include "relocation.h"
68 #include "verity.h"
69 #include "super.h"
70 #include "orphan.h"
71 #include "backref.h"
72 #include "raid-stripe-tree.h"
73
74 struct btrfs_iget_args {
75         u64 ino;
76         struct btrfs_root *root;
77 };
78
79 struct btrfs_dio_data {
80         ssize_t submitted;
81         struct extent_changeset *data_reserved;
82         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
83         bool data_space_reserved;
84         bool nocow_done;
85 };
86
87 struct btrfs_dio_private {
88         /* Range of I/O */
89         u64 file_offset;
90         u32 bytes;
91
92         /* This must be last */
93         struct btrfs_bio bbio;
94 };
95
96 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
97
98 struct btrfs_rename_ctx {
99         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
100         u64 index;
101 };
102
103 /*
104  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
105  * resolution and output of error message.
106  */
107 struct data_reloc_warn {
108         struct btrfs_path path;
109         struct btrfs_fs_info *fs_info;
110         u64 extent_item_size;
111         u64 logical;
112         int mirror_num;
113 };
114
115 /*
116  * For the file_extent_tree, we want to hold the inode lock when we lookup and
117  * update the disk_i_size, but lockdep will complain because our io_tree we hold
118  * the tree lock and get the inode lock when setting delalloc. These two things
119  * are unrelated, so make a class for the file_extent_tree so we don't get the
120  * two locking patterns mixed up.
121  */
122 static struct lock_class_key file_extent_tree_class;
123
124 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
125 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
126 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
127 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
128 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
129 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
130
131 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
132
133 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
134 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
135
136 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
137                                      struct page *locked_page, u64 start,
138                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
139                                      bool pages_dirty);
140 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
141                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
142                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
143                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
144                                        int type);
145
146 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
147                                           u64 root, void *warn_ctx)
148 {
149         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
150         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
151         struct extent_buffer *eb;
152         struct btrfs_inode_item *inode_item;
153         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
154         struct btrfs_root *local_root;
155         struct btrfs_key key;
156         unsigned int nofs_flag;
157         u32 nlink;
158         int ret;
159
160         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
161         if (IS_ERR(local_root)) {
162                 ret = PTR_ERR(local_root);
163                 goto err;
164         }
165
166         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
167         key.objectid = inum;
168         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
169         key.offset = 0;
170
171         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
172         if (ret) {
173                 btrfs_put_root(local_root);
174                 btrfs_release_path(&warn->path);
175                 goto err;
176         }
177
178         eb = warn->path.nodes[0];
179         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
180         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
181         btrfs_release_path(&warn->path);
182
183         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
184         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
185         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
186         if (IS_ERR(ipath)) {
187                 btrfs_put_root(local_root);
188                 ret = PTR_ERR(ipath);
189                 ipath = NULL;
190                 /*
191                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
192                  * without filename.
193                  */
194                 btrfs_warn(fs_info,
195 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
196                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
197                 return ret;
198         }
199         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
200         if (ret < 0)
201                 goto err;
202
203         /*
204          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
205          * hold all of the paths here
206          */
207         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
208                 btrfs_warn(fs_info,
209 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
210                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
211                            fs_info->sectorsize, nlink,
212                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
213         }
214
215         btrfs_put_root(local_root);
216         free_ipath(ipath);
217         return 0;
218
219 err:
220         btrfs_warn(fs_info,
221 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
222                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
223
224         free_ipath(ipath);
225         return ret;
226 }
227
228 /*
229  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
230  *
231  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
232  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
233  */
234 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
235                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
236                                    int mirror_num)
237 {
238         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
239         struct btrfs_path path = { 0 };
240         struct btrfs_key found_key = { 0 };
241         struct extent_buffer *eb;
242         struct btrfs_extent_item *ei;
243         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
244         u64 logical;
245         u64 flags;
246         u32 item_size;
247         int ret;
248
249         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
250         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
251         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
252
253         if (logical == U64_MAX) {
254                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
255                 btrfs_warn_rl(fs_info,
256 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
257                         inode->root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), file_off,
258                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
259                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
260                         mirror_num);
261                 return;
262         }
263
264         logical += file_off;
265         btrfs_warn_rl(fs_info,
266 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
267                         inode->root->root_key.objectid,
268                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
269                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
270                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
271                         mirror_num);
272
273         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
274         if (ret < 0) {
275                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
276                              logical, ret);
277                 return;
278         }
279         eb = path.nodes[0];
280         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
281         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
282         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
283                 unsigned long ptr = 0;
284                 u64 ref_root;
285                 u8 ref_level;
286
287                 while (true) {
288                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
289                                                       item_size, &ref_root,
290                                                       &ref_level);
291                         if (ret < 0) {
292                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
293                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
294                                               logical, ret);
295                                 break;
296                         }
297                         if (ret > 0)
298                                 break;
299
300                         btrfs_warn_rl(fs_info,
301 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
302                                 logical, mirror_num,
303                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
304                                 ref_level, ref_root);
305                 }
306                 btrfs_release_path(&path);
307         } else {
308                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
309                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
310
311                 btrfs_release_path(&path);
312
313                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
314                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
315                 ctx.fs_info = fs_info;
316
317                 reloc_warn.logical = logical;
318                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
319                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
320                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
321
322                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
323                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
324         }
325 }
326
327 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
328                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
329 {
330         struct btrfs_root *root = inode->root;
331         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
332
333         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
334         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
335                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
336                                               csum_expected, mirror_num);
337
338         /* Output without objectid, which is more meaningful */
339         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
340                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
341 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
342                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
343                         logical_start,
344                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
345                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
346                         mirror_num);
347         } else {
348                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
349 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
350                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
351                         logical_start,
352                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
353                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
354                         mirror_num);
355         }
356 }
357
358 /*
359  * Lock inode i_rwsem based on arguments passed.
360  *
361  * ilock_flags can have the following bit set:
362  *
363  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
364  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
365  *                   return -EAGAIN
366  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
367  */
368 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
369 {
370         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
371                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
372                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
373                                 return -EAGAIN;
374                         else
375                                 return 0;
376                 }
377                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
378         } else {
379                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
380                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
381                                 return -EAGAIN;
382                         else
383                                 return 0;
384                 }
385                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
386         }
387         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
388                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
389         return 0;
390 }
391
392 /*
393  * Unock inode i_rwsem.
394  *
395  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
396  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
397  */
398 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
399 {
400         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
401                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
402         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
403                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
404         else
405                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
406 }
407
408 /*
409  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
410  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
411  *
412  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
413  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
414  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
415  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
416  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
417  */
418 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
419                                                  struct page *locked_page,
420                                                  u64 offset, u64 bytes)
421 {
422         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
423         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
424         u64 page_start = 0, page_end = 0;
425         struct page *page;
426
427         if (locked_page) {
428                 page_start = page_offset(locked_page);
429                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
430         }
431
432         while (index <= end_index) {
433                 /*
434                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
435                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
436                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
437                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
438                  *
439                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
440                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
441                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
442                  */
443                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
444                         index++;
445                         continue;
446                 }
447                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
448                 index++;
449                 if (!page)
450                         continue;
451
452                 /*
453                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
454                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
455                  * the ordered extent accounting for the range.
456                  */
457                 btrfs_folio_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info,
458                                                 page_folio(page), offset, bytes);
459                 put_page(page);
460         }
461
462         if (locked_page) {
463                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
464                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
465                         return;
466                 /*
467                  * In case this page belongs to the delalloc range being
468                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
469                  * going to be properly cleaned up by the caller of
470                  * run_delalloc_range
471                  */
472                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
473                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
474                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
475                 }
476         }
477
478         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
479 }
480
481 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
482
483 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
484                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
485 {
486         int err;
487
488         if (args->default_acl) {
489                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
490                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
491                 if (err)
492                         return err;
493         }
494         if (args->acl) {
495                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
496                 if (err)
497                         return err;
498         }
499         if (!args->default_acl && !args->acl)
500                 cache_no_acl(args->inode);
501         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
502                                          &args->dentry->d_name);
503 }
504
505 /*
506  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
507  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
508  * no overlapping inline items exist in the btree
509  */
510 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
511                                 struct btrfs_path *path,
512                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
513                                 size_t size, size_t compressed_size,
514                                 int compress_type,
515                                 struct page **compressed_pages,
516                                 bool update_i_size)
517 {
518         struct btrfs_root *root = inode->root;
519         struct extent_buffer *leaf;
520         struct page *page = NULL;
521         char *kaddr;
522         unsigned long ptr;
523         struct btrfs_file_extent_item *ei;
524         int ret;
525         size_t cur_size = size;
526         u64 i_size;
527
528         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
529                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
530
531         if (compressed_size && compressed_pages)
532                 cur_size = compressed_size;
533
534         if (!extent_inserted) {
535                 struct btrfs_key key;
536                 size_t datasize;
537
538                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
539                 key.offset = 0;
540                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
541
542                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
543                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
544                                               datasize);
545                 if (ret)
546                         goto fail;
547         }
548         leaf = path->nodes[0];
549         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
550                             struct btrfs_file_extent_item);
551         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
552         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
553         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
554         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
555         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
556         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
557
558         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
559                 struct page *cpage;
560                 int i = 0;
561                 while (compressed_size > 0) {
562                         cpage = compressed_pages[i];
563                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
564                                        PAGE_SIZE);
565
566                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
567                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
568                         kunmap_local(kaddr);
569
570                         i++;
571                         ptr += cur_size;
572                         compressed_size -= cur_size;
573                 }
574                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
575                                                   compress_type);
576         } else {
577                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
578                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
579                 kaddr = kmap_local_page(page);
580                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
581                 kunmap_local(kaddr);
582                 put_page(page);
583         }
584         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
585         btrfs_release_path(path);
586
587         /*
588          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
589          * sake.
590          */
591         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
592                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
593         if (ret)
594                 goto fail;
595
596         /*
597          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
598          * without locking a page we already have locked.
599          *
600          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
601          * Otherwise we could end up racing with unlink.
602          */
603         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
604         if (update_i_size && size > i_size) {
605                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
606                 i_size = size;
607         }
608         inode->disk_i_size = i_size;
609
610 fail:
611         return ret;
612 }
613
614
615 /*
616  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
617  * does the checks required to make sure the data is small enough
618  * to fit as an inline extent.
619  */
620 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
621                                           size_t compressed_size,
622                                           int compress_type,
623                                           struct page **compressed_pages,
624                                           bool update_i_size)
625 {
626         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
627         struct btrfs_root *root = inode->root;
628         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
629         struct btrfs_trans_handle *trans;
630         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
631         int ret;
632         struct btrfs_path *path;
633
634         /*
635          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
636          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
637          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
638          * size.
639          */
640         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
641             size > fs_info->sectorsize ||
642             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
643             data_len > fs_info->max_inline)
644                 return 1;
645
646         path = btrfs_alloc_path();
647         if (!path)
648                 return -ENOMEM;
649
650         trans = btrfs_join_transaction(root);
651         if (IS_ERR(trans)) {
652                 btrfs_free_path(path);
653                 return PTR_ERR(trans);
654         }
655         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
656
657         drop_args.path = path;
658         drop_args.start = 0;
659         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
660         drop_args.drop_cache = true;
661         drop_args.replace_extent = true;
662         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
663         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
664         if (ret) {
665                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
666                 goto out;
667         }
668
669         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
670                                    size, compressed_size, compress_type,
671                                    compressed_pages, update_i_size);
672         if (ret && ret != -ENOSPC) {
673                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
674                 goto out;
675         } else if (ret == -ENOSPC) {
676                 ret = 1;
677                 goto out;
678         }
679
680         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
681         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
682         if (ret && ret != -ENOSPC) {
683                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
684                 goto out;
685         } else if (ret == -ENOSPC) {
686                 ret = 1;
687                 goto out;
688         }
689
690         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
691 out:
692         /*
693          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
694          * it won't count as data extent, free them directly here.
695          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
696          * just free one page here.
697          */
698         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE, NULL);
699         btrfs_free_path(path);
700         btrfs_end_transaction(trans);
701         return ret;
702 }
703
704 struct async_extent {
705         u64 start;
706         u64 ram_size;
707         u64 compressed_size;
708         struct page **pages;
709         unsigned long nr_pages;
710         int compress_type;
711         struct list_head list;
712 };
713
714 struct async_chunk {
715         struct btrfs_inode *inode;
716         struct page *locked_page;
717         u64 start;
718         u64 end;
719         blk_opf_t write_flags;
720         struct list_head extents;
721         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
722         struct btrfs_work work;
723         struct async_cow *async_cow;
724 };
725
726 struct async_cow {
727         atomic_t num_chunks;
728         struct async_chunk chunks[];
729 };
730
731 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
732                                      u64 start, u64 ram_size,
733                                      u64 compressed_size,
734                                      struct page **pages,
735                                      unsigned long nr_pages,
736                                      int compress_type)
737 {
738         struct async_extent *async_extent;
739
740         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
741         if (!async_extent)
742                 return -ENOMEM;
743         async_extent->start = start;
744         async_extent->ram_size = ram_size;
745         async_extent->compressed_size = compressed_size;
746         async_extent->pages = pages;
747         async_extent->nr_pages = nr_pages;
748         async_extent->compress_type = compress_type;
749         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
750         return 0;
751 }
752
753 /*
754  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
755  * options, defragmentation, properties or heuristics.
756  */
757 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
758                                       u64 end)
759 {
760         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
761
762         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
763                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
764                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
765                         btrfs_ino(inode));
766                 return 0;
767         }
768         /*
769          * Special check for subpage.
770          *
771          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
772          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
773          *
774          * 0            32K             64K
775          * |    |///////|       |///////|
776          *              \- A            \- B
777          *
778          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
779          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
780          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
781          *
782          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
783          * if the range is fully page aligned.
784          *
785          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
786          * the tailing partial page will be locked until the full compression
787          * finishes, delaying the write of other range.
788          *
789          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
790          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
791          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
792          * will unlock the full page.
793          */
794         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
795                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
796                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
797                         return 0;
798         }
799
800         /* force compress */
801         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
802                 return 1;
803         /* defrag ioctl */
804         if (inode->defrag_compress)
805                 return 1;
806         /* bad compression ratios */
807         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
808                 return 0;
809         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
810             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
811             inode->prop_compress)
812                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
813         return 0;
814 }
815
816 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
817                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
818 {
819         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
820         if (num_bytes < small_write &&
821             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
822                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
823 }
824
825 /*
826  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
827  *
828  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
829  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
830  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
831  * put onto the queue by writepages and friends.
832  *
833  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
834  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
835  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
836  * the flusher thread sent them down.
837  */
838 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
839 {
840         struct async_chunk *async_chunk =
841                 container_of(work, struct async_chunk, work);
842         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
843         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
844         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
845         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
846         u64 start = async_chunk->start;
847         u64 end = async_chunk->end;
848         u64 actual_end;
849         u64 i_size;
850         int ret = 0;
851         struct page **pages;
852         unsigned long nr_pages;
853         unsigned long total_compressed = 0;
854         unsigned long total_in = 0;
855         unsigned int poff;
856         int i;
857         int compress_type = fs_info->compress_type;
858
859         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
860
861         /*
862          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
863          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
864          * the page contents while we are compressing them.
865          */
866         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
867
868         /*
869          * We need to save i_size before now because it could change in between
870          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
871          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
872          * later on.
873          *
874          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
875          * does that for us.
876          */
877         barrier();
878         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
879         barrier();
880         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
881 again:
882         pages = NULL;
883         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
884         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
885
886         /*
887          * we don't want to send crud past the end of i_size through
888          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
889          * end of the file is before the start of our current
890          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
891          * cleanup code that can deal with all of this.
892          *
893          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
894          * very uncommon corner.
895          */
896         if (actual_end <= start)
897                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
898
899         total_compressed = actual_end - start;
900
901         /*
902          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
903          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
904          */
905         if (total_compressed <= blocksize &&
906            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
907                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
908
909         /*
910          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
911          * aligned range.
912          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
913          */
914         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
915                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
916                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
917                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
918         }
919
920         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
921                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
922         total_in = 0;
923         ret = 0;
924
925         /*
926          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
927          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
928          * discover bad compression ratios.
929          */
930         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
931                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
932
933         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
934         if (!pages) {
935                 /*
936                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
937                  * back to uncompressed code.
938                  */
939                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
940         }
941
942         if (inode->defrag_compress)
943                 compress_type = inode->defrag_compress;
944         else if (inode->prop_compress)
945                 compress_type = inode->prop_compress;
946
947         /* Compression level is applied here. */
948         ret = btrfs_compress_pages(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
949                                    mapping, start, pages, &nr_pages, &total_in,
950                                    &total_compressed);
951         if (ret)
952                 goto mark_incompressible;
953
954         /*
955          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
956          * to disk.
957          */
958         poff = offset_in_page(total_compressed);
959         if (poff)
960                 memzero_page(pages[nr_pages - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
961
962         /*
963          * Try to create an inline extent.
964          *
965          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
966          * inline extent, else a compressed one.
967          *
968          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
969          * extent for the subpage case.
970          */
971         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
972                 if (total_in < actual_end) {
973                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
974                                                     BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL,
975                                                     false);
976                 } else {
977                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
978                                                     total_compressed,
979                                                     compress_type, pages,
980                                                     false);
981                 }
982                 if (ret <= 0) {
983                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
984                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
985                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
986
987                         if (ret < 0)
988                                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
989
990                         /*
991                          * inline extent creation worked or returned error,
992                          * we don't need to create any more async work items.
993                          * Unlock and free up our temp pages.
994                          *
995                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
996                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
997                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
998                          * range.
999                          */
1000                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1001                                                      NULL,
1002                                                      clear_flags,
1003                                                      PAGE_UNLOCK |
1004                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
1005                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1006                         goto free_pages;
1007                 }
1008         }
1009
1010         /*
1011          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1012          * block size boundary so the allocator does sane things.
1013          */
1014         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1015
1016         /*
1017          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1018          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1019          * least one sector.
1020          */
1021         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1022         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1023                 goto mark_incompressible;
1024
1025         /*
1026          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1027          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1028          */
1029         ret = add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, pages,
1030                                nr_pages, compress_type);
1031         BUG_ON(ret);
1032         if (start + total_in < end) {
1033                 start += total_in;
1034                 cond_resched();
1035                 goto again;
1036         }
1037         return;
1038
1039 mark_incompressible:
1040         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1041                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1042 cleanup_and_bail_uncompressed:
1043         ret = add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1044                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1045         BUG_ON(ret);
1046 free_pages:
1047         if (pages) {
1048                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1049                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1050                         btrfs_free_compr_page(pages[i]);
1051                 }
1052                 kfree(pages);
1053         }
1054 }
1055
1056 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1057 {
1058         int i;
1059
1060         if (!async_extent->pages)
1061                 return;
1062
1063         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
1064                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
1065                 btrfs_free_compr_page(async_extent->pages[i]);
1066         }
1067         kfree(async_extent->pages);
1068         async_extent->nr_pages = 0;
1069         async_extent->pages = NULL;
1070 }
1071
1072 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1073                                       struct async_extent *async_extent,
1074                                       struct page *locked_page)
1075 {
1076         u64 start = async_extent->start;
1077         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1078         int ret;
1079         struct writeback_control wbc = {
1080                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1081                 .range_start            = start,
1082                 .range_end              = end,
1083                 .no_cgroup_owner        = 1,
1084         };
1085
1086         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1087         ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, &wbc, false);
1088         wbc_detach_inode(&wbc);
1089         if (ret < 0) {
1090                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1091                 if (locked_page) {
1092                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1093
1094                         set_page_writeback(locked_page);
1095                         end_page_writeback(locked_page);
1096                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_page,
1097                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1098                                                        !ret);
1099                         mapping_set_error(locked_page->mapping, ret);
1100                         unlock_page(locked_page);
1101                 }
1102         }
1103 }
1104
1105 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1106                                     struct async_extent *async_extent,
1107                                     u64 *alloc_hint)
1108 {
1109         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1110         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1111         struct btrfs_root *root = inode->root;
1112         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1113         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1114         struct btrfs_key ins;
1115         struct page *locked_page = NULL;
1116         struct extent_map *em;
1117         int ret = 0;
1118         u64 start = async_extent->start;
1119         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1120
1121         if (async_chunk->blkcg_css)
1122                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1123
1124         /*
1125          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1126          * handle it.
1127          */
1128         if (async_chunk->locked_page) {
1129                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1130                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1131
1132                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1133                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1134         }
1135         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1136
1137         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1138                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1139                 goto done;
1140         }
1141
1142         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1143                                    async_extent->compressed_size,
1144                                    async_extent->compressed_size,
1145                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1146         if (ret) {
1147                 /*
1148                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1149                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1150                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1151                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1152                  * path.
1153                  */
1154                 goto out_free;
1155         }
1156
1157         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1158         em = create_io_em(inode, start,
1159                           async_extent->ram_size,       /* len */
1160                           start,                        /* orig_start */
1161                           ins.objectid,                 /* block_start */
1162                           ins.offset,                   /* block_len */
1163                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1164                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1165                           async_extent->compress_type,
1166                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1167         if (IS_ERR(em)) {
1168                 ret = PTR_ERR(em);
1169                 goto out_free_reserve;
1170         }
1171         free_extent_map(em);
1172
1173         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1174                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1175                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1176                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1177                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1178                                        0,                       /* offset */
1179                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1180                                        async_extent->compress_type);
1181         if (IS_ERR(ordered)) {
1182                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1183                 ret = PTR_ERR(ordered);
1184                 goto out_free_reserve;
1185         }
1186         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1187
1188         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1189         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1190                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1191                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1192         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1193                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1194                             async_extent->nr_pages,
1195                             async_chunk->write_flags, true);
1196         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1197 done:
1198         if (async_chunk->blkcg_css)
1199                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1200         kfree(async_extent);
1201         return;
1202
1203 out_free_reserve:
1204         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1205         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1206 out_free:
1207         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1208         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1209                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1210                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1211                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1212                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1213                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1214         free_async_extent_pages(async_extent);
1215         if (async_chunk->blkcg_css)
1216                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1217         btrfs_debug(fs_info,
1218 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1219                     root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), start,
1220                     async_extent->ram_size, ret);
1221         kfree(async_extent);
1222 }
1223
1224 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1225                                       u64 num_bytes)
1226 {
1227         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1228         struct extent_map *em;
1229         u64 alloc_hint = 0;
1230
1231         read_lock(&em_tree->lock);
1232         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1233         if (em) {
1234                 /*
1235                  * if block start isn't an actual block number then find the
1236                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1237                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1238                  */
1239                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1240                         free_extent_map(em);
1241                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1242                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1243                                 alloc_hint = em->block_start;
1244                         if (em)
1245                                 free_extent_map(em);
1246                 } else {
1247                         alloc_hint = em->block_start;
1248                         free_extent_map(em);
1249                 }
1250         }
1251         read_unlock(&em_tree->lock);
1252
1253         return alloc_hint;
1254 }
1255
1256 /*
1257  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1258  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1259  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1260  * in ram to track those extents.
1261  *
1262  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1263  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1264  *
1265  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_page.
1266  *
1267  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1268  * unlocks all pages including locked_page and starts I/O on them.
1269  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_page is
1270  * the only page handled anyway).
1271  *
1272  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1273  * status depends on the passed in flags:
1274  *
1275  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1276  * - Else all pages except for @locked_page are unlocked.
1277  *
1278  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1279  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1280  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1281  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1282  * example.
1283  */
1284 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1285                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
1286                                    u64 *done_offset,
1287                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1288 {
1289         struct btrfs_root *root = inode->root;
1290         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1291         u64 alloc_hint = 0;
1292         u64 orig_start = start;
1293         u64 num_bytes;
1294         unsigned long ram_size;
1295         u64 cur_alloc_size = 0;
1296         u64 min_alloc_size;
1297         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1298         struct btrfs_key ins;
1299         struct extent_map *em;
1300         unsigned clear_bits;
1301         unsigned long page_ops;
1302         bool extent_reserved = false;
1303         int ret = 0;
1304
1305         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1306                 ret = -EINVAL;
1307                 goto out_unlock;
1308         }
1309
1310         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1311         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1312         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1313
1314         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1315
1316         /*
1317          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1318          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1319          * is doing more writeback than what we want.
1320          *
1321          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1322          * where we only increase i_size after everything is done.
1323          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1324          * So here we skip inline extent creation completely.
1325          */
1326         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE && !no_inline) {
1327                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1328                                        end + 1);
1329
1330                 /* lets try to make an inline extent */
1331                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1332                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1333                 if (ret == 0) {
1334                         /*
1335                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1336                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1337                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1338                          * range.
1339                          */
1340                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1341                                      locked_page,
1342                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1343                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1344                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1345                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1346                         /*
1347                          * locked_page is locked by the caller of
1348                          * writepage_delalloc(), not locked by
1349                          * __process_pages_contig().
1350                          *
1351                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1352                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1353                          *
1354                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1355                          * can't determine if it's an inline extent or a
1356                          * compressed extent.
1357                          */
1358                         unlock_page(locked_page);
1359                         ret = 1;
1360                         goto done;
1361                 } else if (ret < 0) {
1362                         goto out_unlock;
1363                 }
1364         }
1365
1366         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1367
1368         /*
1369          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1370          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1371          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1372          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1373          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1374          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1375          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1376          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1377          * items.
1378          */
1379         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1380                 min_alloc_size = num_bytes;
1381         else
1382                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1383
1384         while (num_bytes > 0) {
1385                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1386
1387                 cur_alloc_size = num_bytes;
1388                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1389                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1390                                            &ins, 1, 1);
1391                 if (ret == -EAGAIN) {
1392                         /*
1393                          * btrfs_reserve_extent only returns -EAGAIN for zoned
1394                          * file systems, which is an indication that there are
1395                          * no active zones to allocate from at the moment.
1396                          *
1397                          * If this is the first loop iteration, wait for at
1398                          * least one zone to finish before retrying the
1399                          * allocation.  Otherwise ask the caller to write out
1400                          * the already allocated blocks before coming back to
1401                          * us, or return -ENOSPC if it can't handle retries.
1402                          */
1403                         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
1404                         if (start == orig_start) {
1405                                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1406                                                BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1407                                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1408                                 continue;
1409                         }
1410                         if (done_offset) {
1411                                 *done_offset = start - 1;
1412                                 return 0;
1413                         }
1414                         ret = -ENOSPC;
1415                 }
1416                 if (ret < 0)
1417                         goto out_unlock;
1418                 cur_alloc_size = ins.offset;
1419                 extent_reserved = true;
1420
1421                 ram_size = ins.offset;
1422                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1423                                   start, /* orig_start */
1424                                   ins.objectid, /* block_start */
1425                                   ins.offset, /* block_len */
1426                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1427                                   ram_size, /* ram_bytes */
1428                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1429                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1430                 if (IS_ERR(em)) {
1431                         ret = PTR_ERR(em);
1432                         goto out_reserve;
1433                 }
1434                 free_extent_map(em);
1435
1436                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1437                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1438                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1439                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1440                 if (IS_ERR(ordered)) {
1441                         ret = PTR_ERR(ordered);
1442                         goto out_drop_extent_cache;
1443                 }
1444
1445                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1446                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1447
1448                         /*
1449                          * Only drop cache here, and process as normal.
1450                          *
1451                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1452                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1453                          * extent, as its meta should be freed by
1454                          * btrfs_finish_ordered_io().
1455                          *
1456                          * So we must continue until @start is increased to
1457                          * skip current ordered extent.
1458                          */
1459                         if (ret)
1460                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1461                                                             start + ram_size - 1,
1462                                                             false);
1463                 }
1464                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1465
1466                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1467
1468                 /*
1469                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1470                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1471                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1472                  *
1473                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1474                  * properly setup for writepage.
1475                  */
1476                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1477                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1478
1479                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1480                                              locked_page,
1481                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1482                                              page_ops);
1483                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1484                         num_bytes = 0;
1485                 else
1486                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1487                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1488                 start += cur_alloc_size;
1489                 extent_reserved = false;
1490
1491                 /*
1492                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1493                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1494                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1495                  */
1496                 if (ret)
1497                         goto out_unlock;
1498         }
1499 done:
1500         if (done_offset)
1501                 *done_offset = end;
1502         return ret;
1503
1504 out_drop_extent_cache:
1505         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1506 out_reserve:
1507         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1508         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1509 out_unlock:
1510         /*
1511          * Now, we have three regions to clean up:
1512          *
1513          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1514          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1515          *
1516          * We process each region below.
1517          */
1518
1519         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1520                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1521         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1522
1523         /*
1524          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1525          * for this region. They are cleaned up by
1526          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1527          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1528          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1529          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1530          * function.
1531          *
1532          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1533          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1534          */
1535         if (keep_locked && orig_start < start) {
1536                 if (!locked_page)
1537                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1538                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1539                                              locked_page, 0, page_ops);
1540         }
1541
1542         /*
1543          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1544          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1545          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1546          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1547          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1548          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1549          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1550          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1551          */
1552         if (extent_reserved) {
1553                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1554                                              start + cur_alloc_size - 1,
1555                                              locked_page,
1556                                              clear_bits,
1557                                              page_ops);
1558                 start += cur_alloc_size;
1559         }
1560
1561         /*
1562          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1563          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1564          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1565          * btrfs_check_data_free_space().
1566          */
1567         if (start < end) {
1568                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1569                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1570                                              clear_bits, page_ops);
1571         }
1572         return ret;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1577  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1578  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1579  *
1580  * If called with @do_free == true then it'll try to finish the work and free
1581  * the work struct eventually.
1582  */
1583 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work, bool do_free)
1584 {
1585         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1586                                                      work);
1587         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1588         struct async_extent *async_extent;
1589         unsigned long nr_pages;
1590         u64 alloc_hint = 0;
1591
1592         if (do_free) {
1593                 struct async_chunk *async_chunk;
1594                 struct async_cow *async_cow;
1595
1596                 async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1597                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1598                 if (async_chunk->blkcg_css)
1599                         css_put(async_chunk->blkcg_css);
1600
1601                 async_cow = async_chunk->async_cow;
1602                 if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1603                         kvfree(async_cow);
1604                 return;
1605         }
1606
1607         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1608                 PAGE_SHIFT;
1609
1610         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1611                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1612                                           struct async_extent, list);
1613                 list_del(&async_extent->list);
1614                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1615         }
1616
1617         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1618         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1619             5 * SZ_1M)
1620                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1621 }
1622
1623 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1624                                     struct page *locked_page, u64 start,
1625                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1626 {
1627         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1628         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1629         struct async_cow *ctx;
1630         struct async_chunk *async_chunk;
1631         unsigned long nr_pages;
1632         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1633         int i;
1634         unsigned nofs_flag;
1635         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1636
1637         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1638         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1639         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1640         if (!ctx)
1641                 return false;
1642
1643         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1644         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1645
1646         async_chunk = ctx->chunks;
1647         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1648
1649         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1650                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1651
1652                 /*
1653                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1654                  * lightweight reference for the callback lifetime
1655                  */
1656                 ihold(&inode->vfs_inode);
1657                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1658                 async_chunk[i].inode = inode;
1659                 async_chunk[i].start = start;
1660                 async_chunk[i].end = cur_end;
1661                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1662                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1663
1664                 /*
1665                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1666                  * the original page we were actually given.  As we spread
1667                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1668                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1669                  *
1670                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1671                  * to unlock it.
1672                  */
1673                 if (locked_page) {
1674                         /*
1675                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1676                          * might not go through async.  We want all of them to
1677                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1678                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1679                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1680                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1681                          * against the first page.
1682                          */
1683                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1684                                                  cur_end - start);
1685                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1686                         locked_page = NULL;
1687                 } else {
1688                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1689                 }
1690
1691                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1692                         css_get(blkcg_css);
1693                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1694                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1695                 } else {
1696                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1697                 }
1698
1699                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1700                                 submit_compressed_extents);
1701
1702                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1703                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1704
1705                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1706
1707                 start = cur_end + 1;
1708         }
1709         return true;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Run the delalloc range from start to end, and write back any dirty pages
1714  * covered by the range.
1715  */
1716 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
1717                                      struct page *locked_page, u64 start,
1718                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
1719                                      bool pages_dirty)
1720 {
1721         u64 done_offset = end;
1722         int ret;
1723
1724         while (start <= end) {
1725                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &done_offset,
1726                                      true, false);
1727                 if (ret)
1728                         return ret;
1729                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, locked_page, start,
1730                                           done_offset, wbc, pages_dirty);
1731                 start = done_offset + 1;
1732         }
1733
1734         return 1;
1735 }
1736
1737 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1738                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1739 {
1740         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1741         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1742         int ret;
1743         LIST_HEAD(list);
1744
1745         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1746                                       &list, 0, nowait);
1747         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1748                 return 0;
1749
1750         while (!list_empty(&list)) {
1751                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1752                 list_del(&sums->list);
1753                 kfree(sums);
1754         }
1755         if (ret < 0)
1756                 return ret;
1757         return 1;
1758 }
1759
1760 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1761                            const u64 start, const u64 end)
1762 {
1763         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1764         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1765         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1766         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1767         u64 range_start = start;
1768         u64 count;
1769         int ret;
1770
1771         /*
1772          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1773          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1774          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1775          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1776          * has the NOCOW bit set).
1777          *
1778          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1779          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1780          * scrub or relocation) we need to do the following:
1781          *
1782          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1783          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1784          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1785          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1786          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1787          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1788          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1789          *
1790          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1791          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1792          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1793          *    data space info, which we incremented in the step above.
1794          *
1795          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1796          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1797          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1798          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1799          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1800          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1801          * when starting writeback.
1802          */
1803         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1804                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1805         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1806                 u64 bytes = count;
1807                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1808                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1809
1810                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1811                         bytes = range_bytes;
1812
1813                 spin_lock(&sinfo->lock);
1814                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1815                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1816
1817                 if (count > 0)
1818                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1819                                          NULL);
1820         }
1821
1822         /*
1823          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1824          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1825          * doesn't work.
1826          */
1827         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, false, true);
1828         ASSERT(ret != 1);
1829         return ret;
1830 }
1831
1832 struct can_nocow_file_extent_args {
1833         /* Input fields. */
1834
1835         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1836         u64 start;
1837         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1838         u64 end;
1839         bool writeback_path;
1840         bool strict;
1841         /*
1842          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1843          * anymore.
1844          */
1845         bool free_path;
1846
1847         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1848
1849         u64 disk_bytenr;
1850         u64 disk_num_bytes;
1851         u64 extent_offset;
1852         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1853         u64 num_bytes;
1854 };
1855
1856 /*
1857  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1858  * This function may return with the path released, so the caller should check
1859  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1860  *
1861  * Returns: < 0 on error
1862  *            0 if we can not NOCOW
1863  *            1 if we can NOCOW
1864  */
1865 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1866                                  struct btrfs_key *key,
1867                                  struct btrfs_inode *inode,
1868                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1869 {
1870         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1871         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1872         struct btrfs_root *root = inode->root;
1873         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1874         u64 extent_end;
1875         u8 extent_type;
1876         int can_nocow = 0;
1877         int ret = 0;
1878         bool nowait = path->nowait;
1879
1880         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1881         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1882
1883         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1884                 goto out;
1885
1886         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1887         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1888         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1889         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1890
1891         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1892             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1893                 goto out;
1894
1895         /*
1896          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1897          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1898          * hence we must COW.
1899          */
1900         if (!args->strict &&
1901             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1902             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1903                 goto out;
1904
1905         /* An explicit hole, must COW. */
1906         if (args->disk_bytenr == 0)
1907                 goto out;
1908
1909         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1910         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1911             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1912             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1913                 goto out;
1914
1915         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1916
1917         /*
1918          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1919          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1920          * blocking other tasks for too long.
1921          */
1922         btrfs_release_path(path);
1923
1924         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1925                                     key->offset - args->extent_offset,
1926                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
1927         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1928         if (ret != 0)
1929                 goto out;
1930
1931         if (args->free_path) {
1932                 /*
1933                  * We don't need the path anymore, plus through the
1934                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1935                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1936                  * memory usage.
1937                  */
1938                 btrfs_free_path(path);
1939                 path = NULL;
1940         }
1941
1942         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1943         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1944             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1945                 goto out;
1946
1947         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1948         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1949         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1950
1951         /*
1952          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1953          * given extent are either valid or do not exist.
1954          */
1955         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1956                                   nowait);
1957         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1958         if (ret != 0)
1959                 goto out;
1960
1961         can_nocow = 1;
1962  out:
1963         if (args->free_path && path)
1964                 btrfs_free_path(path);
1965
1966         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1967 }
1968
1969 /*
1970  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1971  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1972  *
1973  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1974  * blocks on disk
1975  */
1976 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1977                                        struct page *locked_page,
1978                                        const u64 start, const u64 end)
1979 {
1980         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1981         struct btrfs_root *root = inode->root;
1982         struct btrfs_path *path;
1983         u64 cow_start = (u64)-1;
1984         u64 cur_offset = start;
1985         int ret;
1986         bool check_prev = true;
1987         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1988         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1989
1990         /*
1991          * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but in case
1992          * of relocation on a zoned filesystem serializes I/O so that we're only
1993          * writing sequentially and can end up here as well.
1994          */
1995         ASSERT(!btrfs_is_zoned(fs_info) || btrfs_is_data_reloc_root(root));
1996
1997         path = btrfs_alloc_path();
1998         if (!path) {
1999                 ret = -ENOMEM;
2000                 goto error;
2001         }
2002
2003         nocow_args.end = end;
2004         nocow_args.writeback_path = true;
2005
2006         while (1) {
2007                 struct btrfs_block_group *nocow_bg = NULL;
2008                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2009                 struct btrfs_key found_key;
2010                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2011                 struct extent_buffer *leaf;
2012                 u64 extent_end;
2013                 u64 ram_bytes;
2014                 u64 nocow_end;
2015                 int extent_type;
2016                 bool is_prealloc;
2017
2018                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2019                                                cur_offset, 0);
2020                 if (ret < 0)
2021                         goto error;
2022
2023                 /*
2024                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2025                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2026                  * one containing the search offset
2027                  */
2028                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2029                         leaf = path->nodes[0];
2030                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2031                                               path->slots[0] - 1);
2032                         if (found_key.objectid == ino &&
2033                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2034                                 path->slots[0]--;
2035                 }
2036                 check_prev = false;
2037 next_slot:
2038                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2039                 leaf = path->nodes[0];
2040                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2041                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2042                         if (ret < 0)
2043                                 goto error;
2044                         if (ret > 0)
2045                                 break;
2046                         leaf = path->nodes[0];
2047                 }
2048
2049                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2050
2051                 /* Didn't find anything for our INO */
2052                 if (found_key.objectid > ino)
2053                         break;
2054                 /*
2055                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2056                  * more extents for this inode
2057                  */
2058                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2059                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2060                         path->slots[0]++;
2061                         goto next_slot;
2062                 }
2063
2064                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2065                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2066                     found_key.offset > end)
2067                         break;
2068
2069                 /*
2070                  * If the found extent starts after requested offset, then
2071                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2072                  */
2073                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2074                         extent_end = found_key.offset;
2075                         extent_type = 0;
2076                         goto must_cow;
2077                 }
2078
2079                 /*
2080                  * Found extent which begins before our range and potentially
2081                  * intersect it
2082                  */
2083                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2084                                     struct btrfs_file_extent_item);
2085                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2086                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2087                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2088                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2089                         ret = -EUCLEAN;
2090                         goto error;
2091                 }
2092                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2093                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2094
2095                 /*
2096                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2097                  * the next extent.
2098                  */
2099                 if (extent_end <= cur_offset) {
2100                         path->slots[0]++;
2101                         goto next_slot;
2102                 }
2103
2104                 nocow_args.start = cur_offset;
2105                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2106                 if (ret < 0)
2107                         goto error;
2108                 if (ret == 0)
2109                         goto must_cow;
2110
2111                 ret = 0;
2112                 nocow_bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2113                 if (!nocow_bg) {
2114 must_cow:
2115                         /*
2116                          * If we can't perform NOCOW writeback for the range,
2117                          * then record the beginning of the range that needs to
2118                          * be COWed.  It will be written out before the next
2119                          * NOCOW range if we find one, or when exiting this
2120                          * loop.
2121                          */
2122                         if (cow_start == (u64)-1)
2123                                 cow_start = cur_offset;
2124                         cur_offset = extent_end;
2125                         if (cur_offset > end)
2126                                 break;
2127                         if (!path->nodes[0])
2128                                 continue;
2129                         path->slots[0]++;
2130                         goto next_slot;
2131                 }
2132
2133                 /*
2134                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2135                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2136                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2137                  */
2138                 if (cow_start != (u64)-1) {
2139                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2140                                               cow_start, found_key.offset - 1);
2141                         cow_start = (u64)-1;
2142                         if (ret) {
2143                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2144                                 goto error;
2145                         }
2146                 }
2147
2148                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2149                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2150                 if (is_prealloc) {
2151                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2152                         struct extent_map *em;
2153
2154                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2155                                           orig_start,
2156                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2157                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2158                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2159                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2160                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2161                         if (IS_ERR(em)) {
2162                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2163                                 ret = PTR_ERR(em);
2164                                 goto error;
2165                         }
2166                         free_extent_map(em);
2167                 }
2168
2169                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2170                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2171                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2172                                 is_prealloc
2173                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2174                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2175                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2176                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2177                 if (IS_ERR(ordered)) {
2178                         if (is_prealloc) {
2179                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2180                                                             nocow_end, false);
2181                         }
2182                         ret = PTR_ERR(ordered);
2183                         goto error;
2184                 }
2185
2186                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2187                         /*
2188                          * Error handled later, as we must prevent
2189                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2190                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2191                          */
2192                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2193                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2194
2195                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2196                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2197                                              EXTENT_DELALLOC |
2198                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2199                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2200
2201                 cur_offset = extent_end;
2202
2203                 /*
2204                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2205                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2206                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2207                  */
2208                 if (ret)
2209                         goto error;
2210                 if (cur_offset > end)
2211                         break;
2212         }
2213         btrfs_release_path(path);
2214
2215         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2216                 cow_start = cur_offset;
2217
2218         if (cow_start != (u64)-1) {
2219                 cur_offset = end;
2220                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end);
2221                 cow_start = (u64)-1;
2222                 if (ret)
2223                         goto error;
2224         }
2225
2226         btrfs_free_path(path);
2227         return 0;
2228
2229 error:
2230         /*
2231          * If an error happened while a COW region is outstanding, cur_offset
2232          * needs to be reset to cow_start to ensure the COW region is unlocked
2233          * as well.
2234          */
2235         if (cow_start != (u64)-1)
2236                 cur_offset = cow_start;
2237         if (cur_offset < end)
2238                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2239                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2240                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2241                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2242                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2243                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2244         btrfs_free_path(path);
2245         return ret;
2246 }
2247
2248 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2249 {
2250         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2251                 if (inode->defrag_bytes &&
2252                     test_range_bit_exists(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG))
2253                         return false;
2254                 return true;
2255         }
2256         return false;
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2261  * being touched for the first time.
2262  */
2263 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2264                              u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc)
2265 {
2266         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2267         int ret;
2268
2269         /*
2270          * The range must cover part of the @locked_page, or a return of 1
2271          * can confuse the caller.
2272          */
2273         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2274                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2275
2276         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2277                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end);
2278                 goto out;
2279         }
2280
2281         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2282             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2283             run_delalloc_compressed(inode, locked_page, start, end, wbc))
2284                 return 1;
2285
2286         if (zoned)
2287                 ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, wbc,
2288                                        true);
2289         else
2290                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL,
2291                                      false, false);
2292
2293 out:
2294         if (ret < 0)
2295                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2296                                               end - start + 1);
2297         return ret;
2298 }
2299
2300 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2301                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2302 {
2303         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2304         u64 size;
2305
2306         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2307
2308         /* not delalloc, ignore it */
2309         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2310                 return;
2311
2312         size = orig->end - orig->start + 1;
2313         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2314                 u32 num_extents;
2315                 u64 new_size;
2316
2317                 /*
2318                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2319                  * applies here, just in reverse.
2320                  */
2321                 new_size = orig->end - split + 1;
2322                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2323                 new_size = split - orig->start;
2324                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2325                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2326                         return;
2327         }
2328
2329         spin_lock(&inode->lock);
2330         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2331         spin_unlock(&inode->lock);
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2336  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2337  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2338  */
2339 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2340                                  struct extent_state *other)
2341 {
2342         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2343         u64 new_size, old_size;
2344         u32 num_extents;
2345
2346         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2347
2348         /* not delalloc, ignore it */
2349         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2350                 return;
2351
2352         if (new->start > other->start)
2353                 new_size = new->end - other->start + 1;
2354         else
2355                 new_size = other->end - new->start + 1;
2356
2357         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2358         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2359                 spin_lock(&inode->lock);
2360                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2361                 spin_unlock(&inode->lock);
2362                 return;
2363         }
2364
2365         /*
2366          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2367          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2368          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2369          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2370          *
2371          * [ 4k][MAX_SIZE]
2372          *
2373          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2374          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2375          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2376          *
2377          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2378          *
2379          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2380          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2381          * this case.
2382          */
2383         old_size = other->end - other->start + 1;
2384         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2385         old_size = new->end - new->start + 1;
2386         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2387         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2388                 return;
2389
2390         spin_lock(&inode->lock);
2391         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2392         spin_unlock(&inode->lock);
2393 }
2394
2395 static void btrfs_add_delalloc_inode(struct btrfs_inode *inode)
2396 {
2397         struct btrfs_root *root = inode->root;
2398         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2399
2400         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2401         ASSERT(list_empty(&inode->delalloc_inodes));
2402         list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2403         root->nr_delalloc_inodes++;
2404         if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2405                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2406                 ASSERT(list_empty(&root->delalloc_root));
2407                 list_add_tail(&root->delalloc_root, &fs_info->delalloc_roots);
2408                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2409         }
2410         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2411 }
2412
2413 void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_inode *inode)
2414 {
2415         struct btrfs_root *root = inode->root;
2416         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2417
2418         lockdep_assert_held(&root->delalloc_lock);
2419
2420         /*
2421          * We may be called after the inode was already deleted from the list,
2422          * namely in the transaction abort path btrfs_destroy_delalloc_inodes(),
2423          * and then later through btrfs_clear_delalloc_extent() while the inode
2424          * still has ->delalloc_bytes > 0.
2425          */
2426         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2427                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2428                 root->nr_delalloc_inodes--;
2429                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2430                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2431                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2432                         ASSERT(!list_empty(&root->delalloc_root));
2433                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2434                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2435                 }
2436         }
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2441  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2442  */
2443 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2444                                u32 bits)
2445 {
2446         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2447
2448         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2449
2450         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2451                 WARN_ON(1);
2452         /*
2453          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2454          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2455          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2456          */
2457         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2458                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2459                 u64 prev_delalloc_bytes;
2460                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2461
2462                 spin_lock(&inode->lock);
2463                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2464                 spin_unlock(&inode->lock);
2465
2466                 /* For sanity tests */
2467                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2468                         return;
2469
2470                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2471                                          fs_info->delalloc_batch);
2472                 spin_lock(&inode->lock);
2473                 prev_delalloc_bytes = inode->delalloc_bytes;
2474                 inode->delalloc_bytes += len;
2475                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2476                         inode->defrag_bytes += len;
2477                 spin_unlock(&inode->lock);
2478
2479                 /*
2480                  * We don't need to be under the protection of the inode's lock,
2481                  * because we are called while holding the inode's io_tree lock
2482                  * and are therefore protected against concurrent calls of this
2483                  * function and btrfs_clear_delalloc_extent().
2484                  */
2485                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) && prev_delalloc_bytes == 0)
2486                         btrfs_add_delalloc_inode(inode);
2487         }
2488
2489         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2490             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2491                 spin_lock(&inode->lock);
2492                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2493                 spin_unlock(&inode->lock);
2494         }
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2499  * accounting happens.
2500  */
2501 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2502                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2503 {
2504         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2505         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2506         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2507
2508         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2509
2510         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2511                 spin_lock(&inode->lock);
2512                 inode->defrag_bytes -= len;
2513                 spin_unlock(&inode->lock);
2514         }
2515
2516         /*
2517          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2518          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2519          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2520          */
2521         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2522                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2523                 u64 new_delalloc_bytes;
2524
2525                 spin_lock(&inode->lock);
2526                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2527                 spin_unlock(&inode->lock);
2528
2529                 /*
2530                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2531                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2532                  * error.
2533                  */
2534                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2535                     root != fs_info->tree_root)
2536                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, true);
2537
2538                 /* For sanity tests. */
2539                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2540                         return;
2541
2542                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2543                     !btrfs_is_free_space_inode(inode) &&
2544                     !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2545                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2546                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2547
2548                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2549                                          fs_info->delalloc_batch);
2550                 spin_lock(&inode->lock);
2551                 inode->delalloc_bytes -= len;
2552                 new_delalloc_bytes = inode->delalloc_bytes;
2553                 spin_unlock(&inode->lock);
2554
2555                 /*
2556                  * We don't need to be under the protection of the inode's lock,
2557                  * because we are called while holding the inode's io_tree lock
2558                  * and are therefore protected against concurrent calls of this
2559                  * function and btrfs_set_delalloc_extent().
2560                  */
2561                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) && new_delalloc_bytes == 0) {
2562                         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2563                         btrfs_del_delalloc_inode(inode);
2564                         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2565                 }
2566         }
2567
2568         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2569             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2570                 spin_lock(&inode->lock);
2571                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2572                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2573                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2574                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2575                 spin_unlock(&inode->lock);
2576         }
2577 }
2578
2579 static int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2580                                         struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2581 {
2582         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2583         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2584         struct btrfs_ordered_extent *new;
2585         int ret;
2586
2587         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2588         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2589                 return -EINVAL;
2590
2591         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2592         if (ordered->disk_num_bytes == len) {
2593                 refcount_inc(&ordered->refs);
2594                 bbio->ordered = ordered;
2595                 return 0;
2596         }
2597
2598         /*
2599          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2600          * a pre-existing one.
2601          */
2602         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags)) {
2603                 ret = split_extent_map(bbio->inode, bbio->file_offset,
2604                                        ordered->num_bytes, len,
2605                                        ordered->disk_bytenr);
2606                 if (ret)
2607                         return ret;
2608         }
2609
2610         new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2611         if (IS_ERR(new))
2612                 return PTR_ERR(new);
2613         bbio->ordered = new;
2614         return 0;
2615 }
2616
2617 /*
2618  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2619  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2620  */
2621 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2622                              struct list_head *list)
2623 {
2624         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2625         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2626         int ret;
2627
2628         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2629                 trans->adding_csums = true;
2630                 if (!csum_root)
2631                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2632                                                     sum->logical);
2633                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2634                 trans->adding_csums = false;
2635                 if (ret)
2636                         return ret;
2637         }
2638         return 0;
2639 }
2640
2641 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2642                                          const u64 start,
2643                                          const u64 len,
2644                                          struct extent_state **cached_state)
2645 {
2646         u64 search_start = start;
2647         const u64 end = start + len - 1;
2648
2649         while (search_start < end) {
2650                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2651                 struct extent_map *em;
2652                 u64 em_len;
2653                 int ret = 0;
2654
2655                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, search_start, search_len);
2656                 if (IS_ERR(em))
2657                         return PTR_ERR(em);
2658
2659                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2660                         goto next;
2661
2662                 em_len = em->len;
2663                 if (em->start < search_start)
2664                         em_len -= search_start - em->start;
2665                 if (em_len > search_len)
2666                         em_len = search_len;
2667
2668                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2669                                      search_start + em_len - 1,
2670                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2671 next:
2672                 search_start = extent_map_end(em);
2673                 free_extent_map(em);
2674                 if (ret)
2675                         return ret;
2676         }
2677         return 0;
2678 }
2679
2680 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2681                               unsigned int extra_bits,
2682                               struct extent_state **cached_state)
2683 {
2684         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2685
2686         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2687             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2688                 /*
2689                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2690                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2691                  */
2692                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2693         } else {
2694                 int ret;
2695
2696                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2697                                                     end + 1 - start,
2698                                                     cached_state);
2699                 if (ret)
2700                         return ret;
2701         }
2702
2703         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2704                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2705 }
2706
2707 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2708 struct btrfs_writepage_fixup {
2709         struct page *page;
2710         struct btrfs_inode *inode;
2711         struct btrfs_work work;
2712 };
2713
2714 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2715 {
2716         struct btrfs_writepage_fixup *fixup =
2717                 container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2718         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2719         struct extent_state *cached_state = NULL;
2720         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2721         struct page *page = fixup->page;
2722         struct btrfs_inode *inode = fixup->inode;
2723         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2724         u64 page_start = page_offset(page);
2725         u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2726         int ret = 0;
2727         bool free_delalloc_space = true;
2728
2729         /*
2730          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2731          * we take the page lock.
2732          */
2733         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2734                                            PAGE_SIZE);
2735 again:
2736         lock_page(page);
2737
2738         /*
2739          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2740          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2741          * address space.
2742          */
2743         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2744                 /*
2745                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2746                  *
2747                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2748                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2749                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2750                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2751                  *    while waiting for the ordered extent.
2752                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2753                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2754                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2755                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2756                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2757                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2758                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2759                  *    when the page was already properly dealt with.
2760                  */
2761                 if (!ret) {
2762                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2763                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2764                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2765                                                      true);
2766                 }
2767                 ret = 0;
2768                 goto out_page;
2769         }
2770
2771         /*
2772          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2773          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2774          */
2775         if (ret)
2776                 goto out_page;
2777
2778         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2779
2780         /* already ordered? We're done */
2781         if (PageOrdered(page))
2782                 goto out_reserved;
2783
2784         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2785         if (ordered) {
2786                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2787                               &cached_state);
2788                 unlock_page(page);
2789                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2790                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2791                 goto again;
2792         }
2793
2794         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2795                                         &cached_state);
2796         if (ret)
2797                 goto out_reserved;
2798
2799         /*
2800          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2801          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2802          * destination.
2803          *
2804          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2805          */
2806         BUG_ON(!PageDirty(page));
2807         free_delalloc_space = false;
2808 out_reserved:
2809         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2810         if (free_delalloc_space)
2811                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2812                                              PAGE_SIZE, true);
2813         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2814 out_page:
2815         if (ret) {
2816                 /*
2817                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2818                  * to reflect the errors and clean the page.
2819                  */
2820                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2821                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, page_start,
2822                                                PAGE_SIZE, !ret);
2823                 clear_page_dirty_for_io(page);
2824         }
2825         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, page_folio(page), page_start, PAGE_SIZE);
2826         unlock_page(page);
2827         put_page(page);
2828         kfree(fixup);
2829         extent_changeset_free(data_reserved);
2830         /*
2831          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2832          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2833          * deadlock.
2834          */
2835         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2836 }
2837
2838 /*
2839  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2840  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2841  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2842  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2843  *
2844  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2845  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2846  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2847  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2848  */
2849 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2850 {
2851         struct inode *inode = page->mapping->host;
2852         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
2853         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2854
2855         /* This page has ordered extent covering it already */
2856         if (PageOrdered(page))
2857                 return 0;
2858
2859         /*
2860          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2861          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2862          *
2863          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2864          * EAGAIN.
2865          */
2866         if (PageChecked(page))
2867                 return -EAGAIN;
2868
2869         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2870         if (!fixup)
2871                 return -EAGAIN;
2872
2873         /*
2874          * We are already holding a reference to this inode from
2875          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2876          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2877          * page->mapping outside of the page lock.
2878          */
2879         ihold(inode);
2880         btrfs_folio_set_checked(fs_info, page_folio(page), page_offset(page), PAGE_SIZE);
2881         get_page(page);
2882         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL);
2883         fixup->page = page;
2884         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2885         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2886
2887         return -EAGAIN;
2888 }
2889
2890 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2891                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2892                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2893                                        const bool update_inode_bytes,
2894                                        u64 qgroup_reserved)
2895 {
2896         struct btrfs_root *root = inode->root;
2897         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2898         struct btrfs_path *path;
2899         struct extent_buffer *leaf;
2900         struct btrfs_key ins;
2901         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2902         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2903         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2904         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2905         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2906         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2907         int ret;
2908
2909         path = btrfs_alloc_path();
2910         if (!path)
2911                 return -ENOMEM;
2912
2913         /*
2914          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2915          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2916          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2917          *
2918          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2919          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2920          * with the others.
2921          */
2922         drop_args.path = path;
2923         drop_args.start = file_pos;
2924         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2925         drop_args.replace_extent = true;
2926         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2927         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2928         if (ret)
2929                 goto out;
2930
2931         if (!drop_args.extent_inserted) {
2932                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2933                 ins.offset = file_pos;
2934                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2935
2936                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2937                                               sizeof(*stack_fi));
2938                 if (ret)
2939                         goto out;
2940         }
2941         leaf = path->nodes[0];
2942         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2943         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2944                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2945                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2946
2947         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2948         btrfs_release_path(path);
2949
2950         /*
2951          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2952          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2953          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2954          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2955          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2956          */
2957         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2958                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2959
2960                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2961                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2962                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2963                 num_bytes -= sectorsize;
2964         }
2965
2966         if (update_inode_bytes)
2967                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2968
2969         ins.objectid = disk_bytenr;
2970         ins.offset = disk_num_bytes;
2971         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2972
2973         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2974         if (ret)
2975                 goto out;
2976
2977         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2978                                                file_pos - offset,
2979                                                qgroup_reserved, &ins);
2980 out:
2981         btrfs_free_path(path);
2982
2983         return ret;
2984 }
2985
2986 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2987                                          u64 start, u64 len)
2988 {
2989         struct btrfs_block_group *cache;
2990
2991         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2992         ASSERT(cache);
2993
2994         spin_lock(&cache->lock);
2995         cache->delalloc_bytes -= len;
2996         spin_unlock(&cache->lock);
2997
2998         btrfs_put_block_group(cache);
2999 }
3000
3001 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3002                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3003 {
3004         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3005         bool update_inode_bytes;
3006         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3007         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3008
3009         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3010         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3011         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3012         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3013                                                    oe->disk_num_bytes);
3014         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3015         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3016                 num_bytes = oe->truncated_len;
3017                 ram_bytes = num_bytes;
3018         }
3019         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3020         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3021         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3022         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3023
3024         /*
3025          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3026          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3027          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3028          * except if the ordered extent was truncated.
3029          */
3030         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3031                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3032                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3033
3034         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3035                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3036                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3037 }
3038
3039 /*
3040  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3041  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3042  * fully written.
3043  */
3044 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3045 {
3046         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3047         struct btrfs_root *root = inode->root;
3048         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3049         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3050         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3051         struct extent_state *cached_state = NULL;
3052         u64 start, end;
3053         int compress_type = 0;
3054         int ret = 0;
3055         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3056         bool freespace_inode;
3057         bool truncated = false;
3058         bool clear_reserved_extent = true;
3059         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3060
3061         start = ordered_extent->file_offset;
3062         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3063
3064         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3065             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3066             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3067             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3068                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3069
3070         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3071         if (!freespace_inode)
3072                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3073
3074         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3075                 ret = -EIO;
3076                 goto out;
3077         }
3078
3079         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3080                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3081                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3082
3083         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3084                 truncated = true;
3085                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3086                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3087                 if (!logical_len)
3088                         goto out;
3089         }
3090
3091         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3092                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3093
3094                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3095                 if (freespace_inode)
3096                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3097                 else
3098                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3099                 if (IS_ERR(trans)) {
3100                         ret = PTR_ERR(trans);
3101                         trans = NULL;
3102                         goto out;
3103                 }
3104                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3105                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3106                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3107                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3108                 goto out;
3109         }
3110
3111         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3112         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3113
3114         if (freespace_inode)
3115                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3116         else
3117                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3118         if (IS_ERR(trans)) {
3119                 ret = PTR_ERR(trans);
3120                 trans = NULL;
3121                 goto out;
3122         }
3123
3124         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3125
3126         ret = btrfs_insert_raid_extent(trans, ordered_extent);
3127         if (ret)
3128                 goto out;
3129
3130         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3131                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3132         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3133                 BUG_ON(compress_type);
3134                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3135                                                 ordered_extent->file_offset,
3136                                                 ordered_extent->file_offset +
3137                                                 logical_len);
3138                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3139                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3140         } else {
3141                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3142                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3143                 if (!ret) {
3144                         clear_reserved_extent = false;
3145                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3146                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3147                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3148                 }
3149         }
3150         if (ret < 0) {
3151                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3152                 goto out;
3153         }
3154
3155         ret = unpin_extent_cache(inode, ordered_extent->file_offset,
3156                                  ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3157         if (ret < 0) {
3158                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3159                 goto out;
3160         }
3161
3162         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3163         if (ret) {
3164                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3165                 goto out;
3166         }
3167
3168         /*
3169          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3170          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3171          * before updating the inode item.
3172          */
3173         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3174             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3175                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3176                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3177                                  &cached_state);
3178
3179         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3180         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3181         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3182                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3183                 goto out;
3184         }
3185         ret = 0;
3186 out:
3187         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3188                          &cached_state);
3189
3190         if (trans)
3191                 btrfs_end_transaction(trans);
3192
3193         if (ret || truncated) {
3194                 u64 unwritten_start = start;
3195
3196                 /*
3197                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3198                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3199                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3200                  * already set.  Any error during writeback would have already
3201                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3202                  * marking this ordered extent as failed.
3203                  */
3204                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3205                                              &ordered_extent->flags))
3206                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3207
3208                 if (truncated)
3209                         unwritten_start += logical_len;
3210                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3211
3212                 /*
3213                  * Drop extent maps for the part of the extent we didn't write.
3214                  *
3215                  * We have an exception here for the free_space_inode, this is
3216                  * because when we do btrfs_get_extent() on the free space inode
3217                  * we will search the commit root.  If this is a new block group
3218                  * we won't find anything, and we will trip over the assert in
3219                  * writepage where we do ASSERT(em->block_start !=
3220                  * EXTENT_MAP_HOLE).
3221                  *
3222                  * Theoretically we could also skip this for any NOCOW extent as
3223                  * we don't mess with the extent map tree in the NOCOW case, but
3224                  * for now simply skip this if we are the free space inode.
3225                  */
3226                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode))
3227                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start,
3228                                                     end, false);
3229
3230                 /*
3231                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3232                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3233                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3234                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3235                  *
3236                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3237                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3238                  * has already been done.
3239                  */
3240                 if ((ret || !logical_len) &&
3241                     clear_reserved_extent &&
3242                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3243                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3244                         /*
3245                          * Discard the range before returning it back to the
3246                          * free space pool
3247                          */
3248                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3249                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3250                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3251                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3252                                                 NULL);
3253                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3254                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3255                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3256                         /*
3257                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3258                          * the ordered extent was created.
3259                          */
3260                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, inode->root->root_key.objectid,
3261                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3262                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3263                 }
3264         }
3265
3266         /*
3267          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3268          * updating everything for this ordered extent.
3269          */
3270         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3271
3272         /* once for us */
3273         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3274         /* once for the tree */
3275         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3276
3277         return ret;
3278 }
3279
3280 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3281 {
3282         if (btrfs_is_zoned(inode_to_fs_info(ordered->inode)) &&
3283             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags) &&
3284             list_empty(&ordered->bioc_list))
3285                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3286         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3287 }
3288
3289 /*
3290  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3291  * on the type of I/O.
3292  */
3293 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3294                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3295 {
3296         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3297         char *kaddr;
3298
3299         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3300
3301         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3302
3303         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3304         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3305         kunmap_local(kaddr);
3306
3307         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3308                 return -EIO;
3309         return 0;
3310 }
3311
3312 /*
3313  * Verify the checksum of a single data sector.
3314  *
3315  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3316  * @dev:        device the sector is on
3317  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3318  * @bv:         bio_vec to check
3319  *
3320  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3321  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3322  *
3323  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3324  */
3325 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3326                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3327 {
3328         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3329         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3330         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3331         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3332         u8 *csum_expected;
3333         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3334
3335         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3336
3337         if (!bbio->csum)
3338                 return true;
3339
3340         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3341             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3342                            NULL)) {
3343                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3344                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3345                                   EXTENT_NODATASUM);
3346                 return true;
3347         }
3348
3349         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3350                                 fs_info->csum_size;
3351         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3352                                     csum_expected))
3353                 goto zeroit;
3354         return true;
3355
3356 zeroit:
3357         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3358                                     bbio->mirror_num);
3359         if (dev)
3360                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3361         memzero_bvec(bv);
3362         return false;
3363 }
3364
3365 /*
3366  * Perform a delayed iput on @inode.
3367  *
3368  * @inode: The inode we want to perform iput on
3369  *
3370  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3371  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3372  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3373  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3374  */
3375 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3376 {
3377         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3378         unsigned long flags;
3379
3380         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3381                 return;
3382
3383         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3384         /*
3385          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3386          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3387          * context.
3388          */
3389         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3390         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3391         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3392         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3393         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3394                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3395 }
3396
3397 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3398                                     struct btrfs_inode *inode)
3399 {
3400         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3401         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3402         iput(&inode->vfs_inode);
3403         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3404                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3405         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3406 }
3407
3408 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3409                                    struct btrfs_inode *inode)
3410 {
3411         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3412                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3413                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3414                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3415                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3416         }
3417 }
3418
3419 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3420 {
3421         /*
3422          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3423          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3424          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3425          * prevent a deadlock.
3426          */
3427         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3428         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3429                 struct btrfs_inode *inode;
3430
3431                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3432                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3433                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3434                 if (need_resched()) {
3435                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3436                         cond_resched();
3437                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3438                 }
3439         }
3440         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3441 }
3442
3443 /*
3444  * Wait for flushing all delayed iputs
3445  *
3446  * @fs_info:  the filesystem
3447  *
3448  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3449  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3450  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3451  * that might get blocked on the iputs.
3452  *
3453  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3454  */
3455 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3456 {
3457         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3458                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3459         if (ret)
3460                 return -EINTR;
3461         return 0;
3462 }
3463
3464 /*
3465  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3466  * in the middle of an unlink.
3467  */
3468 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3469                      struct btrfs_inode *inode)
3470 {
3471         int ret;
3472
3473         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3474         if (ret && ret != -EEXIST) {
3475                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3476                 return ret;
3477         }
3478
3479         return 0;
3480 }
3481
3482 /*
3483  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3484  * this particular inode.
3485  */
3486 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3487                             struct btrfs_inode *inode)
3488 {
3489         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3490 }
3491
3492 /*
3493  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3494  * of this root.
3495  */
3496 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3497 {
3498         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3499         struct btrfs_path *path;
3500         struct extent_buffer *leaf;
3501         struct btrfs_key key, found_key;
3502         struct btrfs_trans_handle *trans;
3503         struct inode *inode;
3504         u64 last_objectid = 0;
3505         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3506
3507         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3508                 return 0;
3509
3510         path = btrfs_alloc_path();
3511         if (!path) {
3512                 ret = -ENOMEM;
3513                 goto out;
3514         }
3515         path->reada = READA_BACK;
3516
3517         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3518         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3519         key.offset = (u64)-1;
3520
3521         while (1) {
3522                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3523                 if (ret < 0)
3524                         goto out;
3525
3526                 /*
3527                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3528                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3529                  * find the key and see if we have stuff that matches
3530                  */
3531                 if (ret > 0) {
3532                         ret = 0;
3533                         if (path->slots[0] == 0)
3534                                 break;
3535                         path->slots[0]--;
3536                 }
3537
3538                 /* pull out the item */
3539                 leaf = path->nodes[0];
3540                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3541
3542                 /* make sure the item matches what we want */
3543                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3544                         break;
3545                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3546                         break;
3547
3548                 /* release the path since we're done with it */
3549                 btrfs_release_path(path);
3550
3551                 /*
3552                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3553                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3554                  * offset of the orphan item.
3555                  */
3556
3557                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3558                         /*
3559                          * We found the same inode as before. This means we were
3560                          * not able to remove its items via eviction triggered
3561                          * by an iput(). A transaction abort may have happened,
3562                          * due to -ENOSPC for example, so try to grab the error
3563                          * that lead to a transaction abort, if any.
3564                          */
3565                         btrfs_err(fs_info,
3566                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3567                         ret = BTRFS_FS_ERROR(fs_info) ?: -EINVAL;
3568                         goto out;
3569                 }
3570
3571                 last_objectid = found_key.offset;
3572
3573                 found_key.objectid = found_key.offset;
3574                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3575                 found_key.offset = 0;
3576                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3577                 if (IS_ERR(inode)) {
3578                         ret = PTR_ERR(inode);
3579                         inode = NULL;
3580                         if (ret != -ENOENT)
3581                                 goto out;
3582                 }
3583
3584                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3585                         struct btrfs_root *dead_root;
3586                         int is_dead_root = 0;
3587
3588                         /*
3589                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3590                          * could come from 2 sources:
3591                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3592                          *  b) a free space cache inode
3593                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3594                          * for a root must not get deleted before the deletion
3595                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3596                          *
3597                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3598                          * found all deleted roots and loaded them into
3599                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3600                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3601                          * up the root from that radix tree.
3602                          */
3603
3604                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3605                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3606                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3607                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3608                                 is_dead_root = 1;
3609                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3610
3611                         if (is_dead_root) {
3612                                 /* prevent this orphan from being found again */
3613                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3614                                 continue;
3615                         }
3616
3617                 }
3618
3619                 /*
3620                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3621                  * possibilities:
3622                  *
3623                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3624                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3625                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3626                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3627
3628                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3629                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3630                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3631                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3632                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3633                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3634                  *
3635                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3636                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3637                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3638                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3639                  * the orphan item.
3640                  *
3641                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3642                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3643                  * but either way, we can delete the orphan item.
3644                  */
3645                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3646                         if (inode) {
3647                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3648                                 iput(inode);
3649                                 inode = NULL;
3650                                 if (ret)
3651                                         goto out;
3652                         }
3653                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3654                         if (IS_ERR(trans)) {
3655                                 ret = PTR_ERR(trans);
3656                                 goto out;
3657                         }
3658                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3659                                     found_key.objectid);
3660                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3661                                                     found_key.objectid);
3662                         btrfs_end_transaction(trans);
3663                         if (ret)
3664                                 goto out;
3665                         continue;
3666                 }
3667
3668                 nr_unlink++;
3669
3670                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3671                 iput(inode);
3672         }
3673         /* release the path since we're done with it */
3674         btrfs_release_path(path);
3675
3676         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3677                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3678                 if (!IS_ERR(trans))
3679                         btrfs_end_transaction(trans);
3680         }
3681
3682         if (nr_unlink)
3683                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3684
3685 out:
3686         if (ret)
3687                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3688         btrfs_free_path(path);
3689         return ret;
3690 }
3691
3692 /*
3693  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3694  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3695  *
3696  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3697  */
3698 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3699                                           int slot, u64 objectid,
3700                                           int *first_xattr_slot)
3701 {
3702         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3703         struct btrfs_key found_key;
3704         static u64 xattr_access = 0;
3705         static u64 xattr_default = 0;
3706         int scanned = 0;
3707
3708         if (!xattr_access) {
3709                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3710                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3711                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3712                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3713         }
3714
3715         slot++;
3716         *first_xattr_slot = -1;
3717         while (slot < nritems) {
3718                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3719
3720                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3721                 if (found_key.objectid != objectid)
3722                         return 0;
3723
3724                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3725                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3726                         if (*first_xattr_slot == -1)
3727                                 *first_xattr_slot = slot;
3728                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3729                             found_key.offset == xattr_default)
3730                                 return 1;
3731                 }
3732
3733                 /*
3734                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3735                  * be any acls later on
3736                  */
3737                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3738                         return 0;
3739
3740                 slot++;
3741                 scanned++;
3742
3743                 /*
3744                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3745                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3746                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3747                  * this is just an optimization
3748                  */
3749                 if (scanned >= 8)
3750                         break;
3751         }
3752         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3753          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3754          * has acls
3755          */
3756         if (*first_xattr_slot == -1)
3757                 *first_xattr_slot = slot;
3758         return 1;
3759 }
3760
3761 /*
3762  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3763  */
3764 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3765                                    struct btrfs_path *in_path)
3766 {
3767         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
3768         struct btrfs_path *path = in_path;
3769         struct extent_buffer *leaf;
3770         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3771         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3772         struct btrfs_key location;
3773         unsigned long ptr;
3774         int maybe_acls;
3775         u32 rdev;
3776         int ret;
3777         bool filled = false;
3778         int first_xattr_slot;
3779
3780         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3781         if (!ret)
3782                 filled = true;
3783
3784         if (!path) {
3785                 path = btrfs_alloc_path();
3786                 if (!path)
3787                         return -ENOMEM;
3788         }
3789
3790         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3791
3792         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3793         if (ret) {
3794                 if (path != in_path)
3795                         btrfs_free_path(path);
3796                 return ret;
3797         }
3798
3799         leaf = path->nodes[0];
3800
3801         if (filled)
3802                 goto cache_index;
3803
3804         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3805                                     struct btrfs_inode_item);
3806         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3807         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3808         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3809         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3810         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3811         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3812                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3813
3814         inode_set_atime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime),
3815                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime));
3816
3817         inode_set_mtime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime),
3818                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime));
3819
3820         inode_set_ctime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime),
3821                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime));
3822
3823         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3824         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3825
3826         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3827         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3828         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3829
3830         inode_set_iversion_queried(inode,
3831                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3832         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3833         inode->i_rdev = 0;
3834         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3835
3836         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3837         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3838                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3839
3840 cache_index:
3841         /*
3842          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3843          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3844          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3845          * cache.
3846          *
3847          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3848          * in the delayed_nodes xarray.
3849          */
3850         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == btrfs_get_fs_generation(fs_info))
3851                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3852                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3853
3854         /*
3855          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3856          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3857          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3858          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3859          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3860          * replayed. For example, in the scenario:
3861          *
3862          * touch mydir/foo
3863          * ln mydir/foo mydir/bar
3864          * sync
3865          * unlink mydir/bar
3866          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3867          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3868          * <power failure>
3869          * mount fs, triggers fsync log replay
3870          *
3871          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3872          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3873          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3874          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3875          *
3876          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3877          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3878          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3879          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3880          */
3881         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3882
3883         /*
3884          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3885          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3886          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3887          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3888          */
3889         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3890
3891         path->slots[0]++;
3892         if (inode->i_nlink != 1 ||
3893             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3894                 goto cache_acl;
3895
3896         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3897         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3898                 goto cache_acl;
3899
3900         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3901         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3902                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3903
3904                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3905                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3906         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3907                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3908
3909                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3910                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3911                                                                      extref);
3912         }
3913 cache_acl:
3914         /*
3915          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3916          * any xattrs or acls
3917          */
3918         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3919                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3920         if (first_xattr_slot != -1) {
3921                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3922                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3923                 if (ret)
3924                         btrfs_err(fs_info,
3925                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3926                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3927                                   root->root_key.objectid, ret);
3928         }
3929         if (path != in_path)
3930                 btrfs_free_path(path);
3931
3932         if (!maybe_acls)
3933                 cache_no_acl(inode);
3934
3935         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3936         case S_IFREG:
3937                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3938                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3939                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3940                 break;
3941         case S_IFDIR:
3942                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3943                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3944                 break;
3945         case S_IFLNK:
3946                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3947                 inode_nohighmem(inode);
3948                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3949                 break;
3950         default:
3951                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3952                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3953                 break;
3954         }
3955
3956         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3957         return 0;
3958 }
3959
3960 /*
3961  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3962  */
3963 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3964                             struct extent_buffer *leaf,
3965                             struct btrfs_inode_item *item,
3966                             struct inode *inode)
3967 {
3968         struct btrfs_map_token token;
3969         u64 flags;
3970
3971         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3972
3973         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3974         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3975         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3976         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3977         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3978
3979         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3980                                      inode_get_atime_sec(inode));
3981         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3982                                       inode_get_atime_nsec(inode));
3983
3984         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3985                                      inode_get_mtime_sec(inode));
3986         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3987                                       inode_get_mtime_nsec(inode));
3988
3989         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3990                                      inode_get_ctime_sec(inode));
3991         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3992                                       inode_get_ctime_nsec(inode));
3993
3994         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_sec);
3995         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec);
3996
3997         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3998         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3999                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4000         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4001         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4002         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4003         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4004                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4005         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4006         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4007 }
4008
4009 /*
4010  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4011  */
4012 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4013                                             struct btrfs_inode *inode)
4014 {
4015         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4016         struct btrfs_path *path;
4017         struct extent_buffer *leaf;
4018         int ret;
4019
4020         path = btrfs_alloc_path();
4021         if (!path)
4022                 return -ENOMEM;
4023
4024         ret = btrfs_lookup_inode(trans, inode->root, path, &inode->location, 1);
4025         if (ret) {
4026                 if (ret > 0)
4027                         ret = -ENOENT;
4028                 goto failed;
4029         }
4030
4031         leaf = path->nodes[0];
4032         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4033                                     struct btrfs_inode_item);
4034
4035         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4036         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
4037         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4038         ret = 0;
4039 failed:
4040         btrfs_free_path(path);
4041         return ret;
4042 }
4043
4044 /*
4045  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4046  */
4047 int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4048                        struct btrfs_inode *inode)
4049 {
4050         struct btrfs_root *root = inode->root;
4051         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4052         int ret;
4053
4054         /*
4055          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4056          * if we put it into the delayed code.
4057          *
4058          * The data relocation inode should also be directly updated
4059          * without delay
4060          */
4061         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4062             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4063             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4064                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4065
4066                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, inode);
4067                 if (!ret)
4068                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4069                 return ret;
4070         }
4071
4072         return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4073 }
4074
4075 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4076                                 struct btrfs_inode *inode)
4077 {
4078         int ret;
4079
4080         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4081         if (ret == -ENOSPC)
4082                 return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4083         return ret;
4084 }
4085
4086 /*
4087  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4088  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4089  * also drops the back refs in the inode to the directory
4090  */
4091 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4092                                 struct btrfs_inode *dir,
4093                                 struct btrfs_inode *inode,
4094                                 const struct fscrypt_str *name,
4095                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4096 {
4097         struct btrfs_root *root = dir->root;
4098         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4099         struct btrfs_path *path;
4100         int ret = 0;
4101         struct btrfs_dir_item *di;
4102         u64 index;
4103         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4104         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4105
4106         path = btrfs_alloc_path();
4107         if (!path) {
4108                 ret = -ENOMEM;
4109                 goto out;
4110         }
4111
4112         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4113         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4114                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4115                 goto err;
4116         }
4117         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4118         if (ret)
4119                 goto err;
4120         btrfs_release_path(path);
4121
4122         /*
4123          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4124          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4125          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4126          *
4127          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4128          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4129          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4130          * we update the inode item.
4131          */
4132         if (inode->dir_index) {
4133                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4134                 if (!ret) {
4135                         index = inode->dir_index;
4136                         goto skip_backref;
4137                 }
4138         }
4139
4140         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4141         if (ret) {
4142                 btrfs_info(fs_info,
4143                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4144                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4145                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4146                 goto err;
4147         }
4148 skip_backref:
4149         if (rename_ctx)
4150                 rename_ctx->index = index;
4151
4152         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4153         if (ret) {
4154                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4155                 goto err;
4156         }
4157
4158         /*
4159          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4160          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4161          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4162          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4163          */
4164         if (!rename_ctx) {
4165                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4166                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4167         }
4168
4169         /*
4170          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4171          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4172          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4173          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4174          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4175          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4176          * holding.
4177          */
4178         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4179 err:
4180         btrfs_free_path(path);
4181         if (ret)
4182                 goto out;
4183
4184         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4185         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4186         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4187         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4188         ret = btrfs_update_inode(trans, dir);
4189 out:
4190         return ret;
4191 }
4192
4193 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4194                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4195                        const struct fscrypt_str *name)
4196 {
4197         int ret;
4198
4199         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4200         if (!ret) {
4201                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4202                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4203         }
4204         return ret;
4205 }
4206
4207 /*
4208  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4209  *
4210  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4211  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4212  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4213  * allow the unlink to occur.
4214  */
4215 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4216 {
4217         struct btrfs_root *root = dir->root;
4218
4219         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4220                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4221 }
4222
4223 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4224 {
4225         struct btrfs_trans_handle *trans;
4226         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4227         int ret;
4228         struct fscrypt_name fname;
4229
4230         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4231         if (ret)
4232                 return ret;
4233
4234         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4235
4236         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4237         if (IS_ERR(trans)) {
4238                 ret = PTR_ERR(trans);
4239                 goto fscrypt_free;
4240         }
4241
4242         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4243                                 false);
4244
4245         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4246                                  &fname.disk_name);
4247         if (ret)
4248                 goto end_trans;
4249
4250         if (inode->i_nlink == 0) {
4251                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4252                 if (ret)
4253                         goto end_trans;
4254         }
4255
4256 end_trans:
4257         btrfs_end_transaction(trans);
4258         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4259 fscrypt_free:
4260         fscrypt_free_filename(&fname);
4261         return ret;
4262 }
4263
4264 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4265                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4266 {
4267         struct btrfs_root *root = dir->root;
4268         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4269         struct btrfs_path *path;
4270         struct extent_buffer *leaf;
4271         struct btrfs_dir_item *di;
4272         struct btrfs_key key;
4273         u64 index;
4274         int ret;
4275         u64 objectid;
4276         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4277         struct fscrypt_name fname;
4278
4279         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4280         if (ret)
4281                 return ret;
4282
4283         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4284
4285         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4286                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4287         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4288                 objectid = inode->location.objectid;
4289         } else {
4290                 WARN_ON(1);
4291                 fscrypt_free_filename(&fname);
4292                 return -EINVAL;
4293         }
4294
4295         path = btrfs_alloc_path();
4296         if (!path) {
4297                 ret = -ENOMEM;
4298                 goto out;
4299         }
4300
4301         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4302                                    &fname.disk_name, -1);
4303         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4304                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4305                 goto out;
4306         }
4307
4308         leaf = path->nodes[0];
4309         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4310         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4311         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4312         if (ret) {
4313                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4314                 goto out;
4315         }
4316         btrfs_release_path(path);
4317
4318         /*
4319          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4320          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4321          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4322          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4323          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4324          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4325          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4326          */
4327         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4328                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4329                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4330                         if (!di)
4331                                 ret = -ENOENT;
4332                         else
4333                                 ret = PTR_ERR(di);
4334                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4335                         goto out;
4336                 }
4337
4338                 leaf = path->nodes[0];
4339                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4340                 index = key.offset;
4341                 btrfs_release_path(path);
4342         } else {
4343                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4344                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4345                                          &index, &fname.disk_name);
4346                 if (ret) {
4347                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4348                         goto out;
4349                 }
4350         }
4351
4352         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4353         if (ret) {
4354                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4355                 goto out;
4356         }
4357
4358         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4359         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4360         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4361         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, dir);
4362         if (ret)
4363                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4364 out:
4365         btrfs_free_path(path);
4366         fscrypt_free_filename(&fname);
4367         return ret;
4368 }
4369
4370 /*
4371  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4372  * default.
4373  */
4374 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4375 {
4376         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4377         struct btrfs_path *path;
4378         struct btrfs_dir_item *di;
4379         struct btrfs_key key;
4380         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4381         u64 dir_id;
4382         int ret;
4383
4384         path = btrfs_alloc_path();
4385         if (!path)
4386                 return -ENOMEM;
4387
4388         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4389         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4390         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4391                                    dir_id, &name, 0);
4392         if (di && !IS_ERR(di)) {
4393                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4394                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4395                         ret = -EPERM;
4396                         btrfs_err(fs_info,
4397                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4398                                   key.objectid);
4399                         goto out;
4400                 }
4401                 btrfs_release_path(path);
4402         }
4403
4404         key.objectid = root->root_key.objectid;
4405         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4406         key.offset = (u64)-1;
4407
4408         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4409         if (ret < 0)
4410                 goto out;
4411         if (ret == 0) {
4412                 /*
4413                  * Key with offset -1 found, there would have to exist a root
4414                  * with such id, but this is out of valid range.
4415                  */
4416                 ret = -EUCLEAN;
4417                 goto out;
4418         }
4419
4420         ret = 0;
4421         if (path->slots[0] > 0) {
4422                 path->slots[0]--;
4423                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4424                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4425                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4426                         ret = -ENOTEMPTY;
4427         }
4428 out:
4429         btrfs_free_path(path);
4430         return ret;
4431 }
4432
4433 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4434 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4435 {
4436         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4437         struct rb_node *node;
4438         struct rb_node *prev;
4439         struct btrfs_inode *entry;
4440         struct inode *inode;
4441         u64 objectid = 0;
4442
4443         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4444                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4445
4446         spin_lock(&root->inode_lock);
4447 again:
4448         node = root->inode_tree.rb_node;
4449         prev = NULL;
4450         while (node) {
4451                 prev = node;
4452                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4453
4454                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4455                         node = node->rb_left;
4456                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4457                         node = node->rb_right;
4458                 else
4459                         break;
4460         }
4461         if (!node) {
4462                 while (prev) {
4463                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4464                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4465                                 node = prev;
4466                                 break;
4467                         }
4468                         prev = rb_next(prev);
4469                 }
4470         }
4471         while (node) {
4472                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4473                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4474                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4475                 if (inode) {
4476                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4477                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4478                                 d_prune_aliases(inode);
4479                         /*
4480                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4481                          * cache when its usage count hits zero.
4482                          */
4483                         iput(inode);
4484                         cond_resched();
4485                         spin_lock(&root->inode_lock);
4486                         goto again;
4487                 }
4488
4489                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4490                         goto again;
4491
4492                 node = rb_next(node);
4493         }
4494         spin_unlock(&root->inode_lock);
4495 }
4496
4497 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4498 {
4499         struct btrfs_root *root = dir->root;
4500         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4501         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4502         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4503         struct btrfs_trans_handle *trans;
4504         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4505         u64 root_flags;
4506         u64 qgroup_reserved = 0;
4507         int ret;
4508
4509         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4510
4511         /*
4512          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4513          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4514          * again is not run concurrently.
4515          */
4516         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4517         if (dest->send_in_progress) {
4518                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4519                 btrfs_warn(fs_info,
4520                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4521                            dest->root_key.objectid);
4522                 ret = -EPERM;
4523                 goto out_up_write;
4524         }
4525         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4526                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4527                 btrfs_warn(fs_info,
4528                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4529                            root->root_key.objectid);
4530                 ret = -EPERM;
4531                 goto out_up_write;
4532         }
4533         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4534         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4535                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4536         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4537
4538         ret = may_destroy_subvol(dest);
4539         if (ret)
4540                 goto out_undead;
4541
4542         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4543         /*
4544          * One for dir inode,
4545          * two for dir entries,
4546          * two for root ref/backref.
4547          */
4548         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4549         if (ret)
4550                 goto out_undead;
4551         qgroup_reserved = block_rsv.qgroup_rsv_reserved;
4552
4553         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4554         if (IS_ERR(trans)) {
4555                 ret = PTR_ERR(trans);
4556                 goto out_release;
4557         }
4558         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, root);
4559         if (ret) {
4560                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4561                 goto out_end_trans;
4562         }
4563         btrfs_qgroup_convert_reserved_meta(root, qgroup_reserved);
4564         qgroup_reserved = 0;
4565         trans->block_rsv = &block_rsv;
4566         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4567
4568         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4569
4570         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4571         if (ret) {
4572                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4573                 goto out_end_trans;
4574         }
4575
4576         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4577         if (ret) {
4578                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4579                 goto out_end_trans;
4580         }
4581
4582         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4583                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4584         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4585         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4586
4587         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4588                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4589                                         fs_info->tree_root,
4590                                         dest->root_key.objectid);
4591                 if (ret) {
4592                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4593                         goto out_end_trans;
4594                 }
4595         }
4596
4597         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4598                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4599                                   dest->root_key.objectid);
4600         if (ret && ret != -ENOENT) {
4601                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4602                 goto out_end_trans;
4603         }
4604         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4605                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4606                                           dest->root_item.received_uuid,
4607                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4608                                           dest->root_key.objectid);
4609                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4610                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4611                         goto out_end_trans;
4612                 }
4613         }
4614
4615         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4616         dest->anon_dev = 0;
4617 out_end_trans:
4618         trans->block_rsv = NULL;
4619         trans->bytes_reserved = 0;
4620         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4621         inode->i_flags |= S_DEAD;
4622 out_release:
4623         btrfs_block_rsv_release(fs_info, &block_rsv, (u64)-1, NULL);
4624         if (qgroup_reserved)
4625                 btrfs_qgroup_free_meta_prealloc(root, qgroup_reserved);
4626 out_undead:
4627         if (ret) {
4628                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4629                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4630                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4631                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4632                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4633         }
4634 out_up_write:
4635         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4636         if (!ret) {
4637                 d_invalidate(dentry);
4638                 btrfs_prune_dentries(dest);
4639                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4640         }
4641
4642         return ret;
4643 }
4644
4645 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4646 {
4647         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4648         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4649         int err = 0;
4650         struct btrfs_trans_handle *trans;
4651         u64 last_unlink_trans;
4652         struct fscrypt_name fname;
4653
4654         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4655                 return -ENOTEMPTY;
4656         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4657                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4658                         btrfs_err(fs_info,
4659                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4660                         return -EOPNOTSUPP;
4661                 }
4662                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4663         }
4664
4665         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4666         if (err)
4667                 return err;
4668
4669         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4670
4671         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4672         if (IS_ERR(trans)) {
4673                 err = PTR_ERR(trans);
4674                 goto out_notrans;
4675         }
4676
4677         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4678                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4679                 goto out;
4680         }
4681
4682         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4683         if (err)
4684                 goto out;
4685
4686         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4687
4688         /* now the directory is empty */
4689         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4690                                  &fname.disk_name);
4691         if (!err) {
4692                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4693                 /*
4694                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4695                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4696                  * log tree in the case we do something like this:
4697                  * 1) create dir foo
4698                  * 2) create snapshot under dir foo
4699                  * 3) delete the snapshot
4700                  * 4) rmdir foo
4701                  * 5) mkdir foo
4702                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4703                  */
4704                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4705                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4706         }
4707 out:
4708         btrfs_end_transaction(trans);
4709 out_notrans:
4710         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4711         fscrypt_free_filename(&fname);
4712
4713         return err;
4714 }
4715
4716 /*
4717  * Read, zero a chunk and write a block.
4718  *
4719  * @inode - inode that we're zeroing
4720  * @from - the offset to start zeroing
4721  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4722  *      offset
4723  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4724  *
4725  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4726  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4727  */
4728 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4729                          int front)
4730 {
4731         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4732         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4733         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4734         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4735         struct extent_state *cached_state = NULL;
4736         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4737         bool only_release_metadata = false;
4738         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4739         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4740         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4741         struct folio *folio;
4742         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4743         size_t write_bytes = blocksize;
4744         int ret = 0;
4745         u64 block_start;
4746         u64 block_end;
4747
4748         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4749             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4750                 goto out;
4751
4752         block_start = round_down(from, blocksize);
4753         block_end = block_start + blocksize - 1;
4754
4755         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4756                                           blocksize, false);
4757         if (ret < 0) {
4758                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4759                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4760                         only_release_metadata = true;
4761                 } else {
4762                         goto out;
4763                 }
4764         }
4765         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4766         if (ret < 0) {
4767                 if (!only_release_metadata)
4768                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4769                                                        block_start, blocksize);
4770                 goto out;
4771         }
4772 again:
4773         folio = __filemap_get_folio(mapping, index,
4774                                     FGP_LOCK | FGP_ACCESSED | FGP_CREAT, mask);
4775         if (IS_ERR(folio)) {
4776                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4777                                              blocksize, true);
4778                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4779                 ret = -ENOMEM;
4780                 goto out;
4781         }
4782
4783         if (!folio_test_uptodate(folio)) {
4784                 ret = btrfs_read_folio(NULL, folio);
4785                 folio_lock(folio);
4786                 if (folio->mapping != mapping) {
4787                         folio_unlock(folio);
4788                         folio_put(folio);
4789                         goto again;
4790                 }
4791                 if (!folio_test_uptodate(folio)) {
4792                         ret = -EIO;
4793                         goto out_unlock;
4794                 }
4795         }
4796
4797         /*
4798          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4799          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4800          * folio private, but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4801          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4802          */
4803         ret = set_folio_extent_mapped(folio);
4804         if (ret < 0)
4805                 goto out_unlock;
4806
4807         folio_wait_writeback(folio);
4808
4809         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4810
4811         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4812         if (ordered) {
4813                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4814                 folio_unlock(folio);
4815                 folio_put(folio);
4816                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4817                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4818                 goto again;
4819         }
4820
4821         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4822                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4823                          &cached_state);
4824
4825         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4826                                         &cached_state);
4827         if (ret) {
4828                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4829                 goto out_unlock;
4830         }
4831
4832         if (offset != blocksize) {
4833                 if (!len)
4834                         len = blocksize - offset;
4835                 if (front)
4836                         folio_zero_range(folio, block_start - folio_pos(folio),
4837                                          offset);
4838                 else
4839                         folio_zero_range(folio,
4840                                          (block_start - folio_pos(folio)) + offset,
4841                                          len);
4842         }
4843         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, block_start,
4844                                   block_end + 1 - block_start);
4845         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, folio, block_start,
4846                               block_end + 1 - block_start);
4847         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4848
4849         if (only_release_metadata)
4850                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4851                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4852
4853 out_unlock:
4854         if (ret) {
4855                 if (only_release_metadata)
4856                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4857                 else
4858                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4859                                         block_start, blocksize, true);
4860         }
4861         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4862         folio_unlock(folio);
4863         folio_put(folio);
4864 out:
4865         if (only_release_metadata)
4866                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4867         extent_changeset_free(data_reserved);
4868         return ret;
4869 }
4870
4871 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_inode *inode, u64 offset, u64 len)
4872 {
4873         struct btrfs_root *root = inode->root;
4874         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4875         struct btrfs_trans_handle *trans;
4876         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4877         int ret;
4878
4879         /*
4880          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4881          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4882          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4883          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4884          */
4885         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4886                 return 0;
4887
4888         /*
4889          * 1 - for the one we're dropping
4890          * 1 - for the one we're adding
4891          * 1 - for updating the inode.
4892          */
4893         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4894         if (IS_ERR(trans))
4895                 return PTR_ERR(trans);
4896
4897         drop_args.start = offset;
4898         drop_args.end = offset + len;
4899         drop_args.drop_cache = true;
4900
4901         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4902         if (ret) {
4903                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4904                 btrfs_end_transaction(trans);
4905                 return ret;
4906         }
4907
4908         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4909         if (ret) {
4910                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4911         } else {
4912                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4913                 btrfs_update_inode(trans, inode);
4914         }
4915         btrfs_end_transaction(trans);
4916         return ret;
4917 }
4918
4919 /*
4920  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4921  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4922  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4923  * the range between oldsize and size
4924  */
4925 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4926 {
4927         struct btrfs_root *root = inode->root;
4928         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4929         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4930         struct extent_map *em = NULL;
4931         struct extent_state *cached_state = NULL;
4932         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4933         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4934         u64 last_byte;
4935         u64 cur_offset;
4936         u64 hole_size;
4937         int err = 0;
4938
4939         /*
4940          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4941          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4942          * expose stale data.
4943          */
4944         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4945         if (err)
4946                 return err;
4947
4948         if (size <= hole_start)
4949                 return 0;
4950
4951         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4952                                            &cached_state);
4953         cur_offset = hole_start;
4954         while (1) {
4955                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, cur_offset, block_end - cur_offset);
4956                 if (IS_ERR(em)) {
4957                         err = PTR_ERR(em);
4958                         em = NULL;
4959                         break;
4960                 }
4961                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4962                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4963                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4964
4965                 if (!(em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
4966                         struct extent_map *hole_em;
4967
4968                         err = maybe_insert_hole(inode, cur_offset, hole_size);
4969                         if (err)
4970                                 break;
4971
4972                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4973                                                         cur_offset, hole_size);
4974                         if (err)
4975                                 break;
4976
4977                         hole_em = alloc_extent_map();
4978                         if (!hole_em) {
4979                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4980                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4981                                                     false);
4982                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4983                                 goto next;
4984                         }
4985                         hole_em->start = cur_offset;
4986                         hole_em->len = hole_size;
4987                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4988
4989                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4990                         hole_em->block_len = 0;
4991                         hole_em->orig_block_len = 0;
4992                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4993                         hole_em->generation = btrfs_get_fs_generation(fs_info);
4994
4995                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4996                         free_extent_map(hole_em);
4997                 } else {
4998                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4999                                                         cur_offset, hole_size);
5000                         if (err)
5001                                 break;
5002                 }
5003 next:
5004                 free_extent_map(em);
5005                 em = NULL;
5006                 cur_offset = last_byte;
5007                 if (cur_offset >= block_end)
5008                         break;
5009         }
5010         free_extent_map(em);
5011         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5012         return err;
5013 }
5014
5015 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5016 {
5017         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5018         struct btrfs_trans_handle *trans;
5019         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5020         loff_t newsize = attr->ia_size;
5021         int mask = attr->ia_valid;
5022         int ret;
5023
5024         /*
5025          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5026          * special case where we need to update the times despite not having
5027          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5028          * explicitly if it wants a timestamp update.
5029          */
5030         if (newsize != oldsize) {
5031                 inode_inc_iversion(inode);
5032                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5033                         inode_set_mtime_to_ts(inode,
5034                                               inode_set_ctime_current(inode));
5035                 }
5036         }
5037
5038         if (newsize > oldsize) {
5039                 /*
5040                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5041                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5042                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5043                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5044                  * this truncation.
5045                  */
5046                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5047                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5048                 if (ret) {
5049                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5050                         return ret;
5051                 }
5052
5053                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5054                 if (IS_ERR(trans)) {
5055                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5056                         return PTR_ERR(trans);
5057                 }
5058
5059                 i_size_write(inode, newsize);
5060                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5061                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5062                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
5063                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5064                 btrfs_end_transaction(trans);
5065         } else {
5066                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
5067
5068                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5069                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5070                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5071                                         (u64)-1);
5072                         if (ret)
5073                                 return ret;
5074                 }
5075
5076                 /*
5077                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5078                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5079                  * on close.
5080                  */
5081                 if (newsize == 0)
5082                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5083                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5084
5085                 truncate_setsize(inode, newsize);
5086
5087                 inode_dio_wait(inode);
5088
5089                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5090                 if (ret && inode->i_nlink) {
5091                         int err;
5092
5093                         /*
5094                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5095                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5096                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5097                          * in-memory size to match.
5098                          */
5099                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5100                         if (err)
5101                                 return err;
5102                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5103                 }
5104         }
5105
5106         return ret;
5107 }
5108
5109 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5110                          struct iattr *attr)
5111 {
5112         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5113         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5114         int err;
5115
5116         if (btrfs_root_readonly(root))
5117                 return -EROFS;
5118
5119         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5120         if (err)
5121                 return err;
5122
5123         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5124                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5125                 if (err)
5126                         return err;
5127         }
5128
5129         if (attr->ia_valid) {
5130                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5131                 inode_inc_iversion(inode);
5132                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5133
5134                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5135                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5136         }
5137
5138         return err;
5139 }
5140
5141 /*
5142  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5143  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5144  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5145  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5146  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5147  * wasting lots of time.
5148  *
5149  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5150  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5151  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5152  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5153  */
5154 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5155 {
5156         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5157         struct rb_node *node;
5158
5159         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5160         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5161
5162         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5163
5164         /*
5165          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5166          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5167          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5168          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5169          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5170          * ranges can still be locked and eviction started because before
5171          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5172          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5173          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5174          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5175          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5176          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5177          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5178          * use-after-free issue.
5179          */
5180         spin_lock(&io_tree->lock);
5181         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5182                 struct extent_state *state;
5183                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5184                 u64 start;
5185                 u64 end;
5186                 unsigned state_flags;
5187
5188                 node = rb_first(&io_tree->state);
5189                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5190                 start = state->start;
5191                 end = state->end;
5192                 state_flags = state->state;
5193                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5194
5195                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5196
5197                 /*
5198                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5199                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5200                  * So we need to free its reserved space here.
5201                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5202                  *
5203                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5204                  */
5205                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5206                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5207                                                end - start + 1, NULL);
5208
5209                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5210                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5211                                  &cached_state);
5212
5213                 cond_resched();
5214                 spin_lock(&io_tree->lock);
5215         }
5216         spin_unlock(&io_tree->lock);
5217 }
5218
5219 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5220                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5221 {
5222         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5223         struct btrfs_trans_handle *trans;
5224         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5225         int ret;
5226
5227         /*
5228          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5229          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5230          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5231          *
5232          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5233          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5234          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5235          * delayed refs activity by truncating.
5236          *
5237          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5238          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5239          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5240          */
5241         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5242                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5243         if (ret) {
5244                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5245                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5246                 if (ret) {
5247                         btrfs_warn(fs_info,
5248                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5249                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5250                 }
5251                 delayed_refs_extra = 0;
5252         }
5253
5254         trans = btrfs_join_transaction(root);
5255         if (IS_ERR(trans))
5256                 return trans;
5257
5258         if (delayed_refs_extra) {
5259                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5260                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5261                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5262                                         delayed_refs_extra, true);
5263         }
5264         return trans;
5265 }
5266
5267 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5268 {
5269         struct btrfs_fs_info *fs_info;
5270         struct btrfs_trans_handle *trans;
5271         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5272         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5273         int ret;
5274
5275         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5276
5277         if (!root) {
5278                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5279                 clear_inode(inode);
5280                 return;
5281         }
5282
5283         fs_info = inode_to_fs_info(inode);
5284         evict_inode_truncate_pages(inode);
5285
5286         if (inode->i_nlink &&
5287             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5288               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5289              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5290                 goto out;
5291
5292         if (is_bad_inode(inode))
5293                 goto out;
5294
5295         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5296                 goto out;
5297
5298         if (inode->i_nlink > 0) {
5299                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5300                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5301                 goto out;
5302         }
5303
5304         /*
5305          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5306          * the inode update is released.
5307          */
5308         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5309         if (ret)
5310                 goto out;
5311
5312         /*
5313          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5314          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5315          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5316          * the truncate.
5317          */
5318         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5319
5320         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5321         if (!rsv)
5322                 goto out;
5323         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5324         rsv->failfast = true;
5325
5326         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5327
5328         while (1) {
5329                 struct btrfs_truncate_control control = {
5330                         .inode = BTRFS_I(inode),
5331                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5332                         .new_size = 0,
5333                         .min_type = 0,
5334                 };
5335
5336                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5337                 if (IS_ERR(trans))
5338                         goto out;
5339
5340                 trans->block_rsv = rsv;
5341
5342                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5343                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5344                 btrfs_end_transaction(trans);
5345                 /*
5346                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5347                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5348                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5349                  */
5350                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5351                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5352                         goto out;
5353                 else if (!ret)
5354                         break;
5355         }
5356
5357         /*
5358          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5359          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5360          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5361          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5362          *
5363          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5364          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5365          */
5366         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5367         if (!IS_ERR(trans)) {
5368                 trans->block_rsv = rsv;
5369                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5370                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5371                 btrfs_end_transaction(trans);
5372         }
5373
5374 out:
5375         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5376         /*
5377          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5378          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5379          * to retry these periodically in the future.
5380          */
5381         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5382         fsverity_cleanup_inode(inode);
5383         clear_inode(inode);
5384 }
5385
5386 /*
5387  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5388  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5389  *
5390  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5391  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5392  */
5393 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5394                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5395 {
5396         struct btrfs_dir_item *di;
5397         struct btrfs_path *path;
5398         struct btrfs_root *root = dir->root;
5399         int ret = 0;
5400         struct fscrypt_name fname;
5401
5402         path = btrfs_alloc_path();
5403         if (!path)
5404                 return -ENOMEM;
5405
5406         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5407         if (ret < 0)
5408                 goto out;
5409         /*
5410          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5411          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5412          */
5413         ASSERT(ret == 0);
5414
5415         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5416
5417         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5418                                    &fname.disk_name, 0);
5419         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5420                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5421                 goto out;
5422         }
5423
5424         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5425         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5426             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5427                 ret = -EUCLEAN;
5428                 btrfs_warn(root->fs_info,
5429 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5430                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5431                            location->objectid, location->type, location->offset);
5432         }
5433         if (!ret)
5434                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5435 out:
5436         fscrypt_free_filename(&fname);
5437         btrfs_free_path(path);
5438         return ret;
5439 }
5440
5441 /*
5442  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5443  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5444  * is kind of like crossing a mount point.
5445  */
5446 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5447                                     struct btrfs_inode *dir,
5448                                     struct dentry *dentry,
5449                                     struct btrfs_key *location,
5450                                     struct btrfs_root **sub_root)
5451 {
5452         struct btrfs_path *path;
5453         struct btrfs_root *new_root;
5454         struct btrfs_root_ref *ref;
5455         struct extent_buffer *leaf;
5456         struct btrfs_key key;
5457         int ret;
5458         int err = 0;
5459         struct fscrypt_name fname;
5460
5461         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5462         if (ret)
5463                 return ret;
5464
5465         path = btrfs_alloc_path();
5466         if (!path) {
5467                 err = -ENOMEM;
5468                 goto out;
5469         }
5470
5471         err = -ENOENT;
5472         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5473         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5474         key.offset = location->objectid;
5475
5476         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5477         if (ret) {
5478                 if (ret < 0)
5479                         err = ret;
5480                 goto out;
5481         }
5482
5483         leaf = path->nodes[0];
5484         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5485         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5486             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5487                 goto out;
5488
5489         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5490                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5491         if (ret)
5492                 goto out;
5493
5494         btrfs_release_path(path);
5495
5496         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5497         if (IS_ERR(new_root)) {
5498                 err = PTR_ERR(new_root);
5499                 goto out;
5500         }
5501
5502         *sub_root = new_root;
5503         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5504         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5505         location->offset = 0;
5506         err = 0;
5507 out:
5508         btrfs_free_path(path);
5509         fscrypt_free_filename(&fname);
5510         return err;
5511 }
5512
5513 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5514 {
5515         struct btrfs_root *root = inode->root;
5516         struct btrfs_inode *entry;
5517         struct rb_node **p;
5518         struct rb_node *parent;
5519         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5520         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5521
5522         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5523                 return;
5524         parent = NULL;
5525         spin_lock(&root->inode_lock);
5526         p = &root->inode_tree.rb_node;
5527         while (*p) {
5528                 parent = *p;
5529                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5530
5531                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5532                         p = &parent->rb_left;
5533                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5534                         p = &parent->rb_right;
5535                 else {
5536                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5537                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5538                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5539                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5540                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5541                         return;
5542                 }
5543         }
5544         rb_link_node(new, parent, p);
5545         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5546         spin_unlock(&root->inode_lock);
5547 }
5548
5549 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5550 {
5551         struct btrfs_root *root = inode->root;
5552         int empty = 0;
5553
5554         spin_lock(&root->inode_lock);
5555         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5556                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5557                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5558                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5559         }
5560         spin_unlock(&root->inode_lock);
5561
5562         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5563                 spin_lock(&root->inode_lock);
5564                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5565                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5566                 if (empty)
5567                         btrfs_add_dead_root(root);
5568         }
5569 }
5570
5571
5572 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5573 {
5574         struct btrfs_iget_args *args = p;
5575
5576         inode->i_ino = args->ino;
5577         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5578         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5579         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5580         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5581
5582         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5583             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5584                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5585                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5586         return 0;
5587 }
5588
5589 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5590 {
5591         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5592
5593         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5594                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5595 }
5596
5597 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5598                                        struct btrfs_root *root)
5599 {
5600         struct inode *inode;
5601         struct btrfs_iget_args args;
5602         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5603
5604         args.ino = ino;
5605         args.root = root;
5606
5607         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5608                              btrfs_init_locked_inode,
5609                              (void *)&args);
5610         return inode;
5611 }
5612
5613 /*
5614  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5615  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5616  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5617  * later.
5618  */
5619 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5620                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5621 {
5622         struct inode *inode;
5623
5624         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5625         if (!inode)
5626                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5627
5628         if (inode->i_state & I_NEW) {
5629                 int ret;
5630
5631                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5632                 if (!ret) {
5633                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5634                         unlock_new_inode(inode);
5635                 } else {
5636                         iget_failed(inode);
5637                         /*
5638                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5639                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5640                          * was not found.
5641                          */
5642                         if (ret > 0)
5643                                 ret = -ENOENT;
5644                         inode = ERR_PTR(ret);
5645                 }
5646         }
5647
5648         return inode;
5649 }
5650
5651 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5652 {
5653         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5654 }
5655
5656 static struct inode *new_simple_dir(struct inode *dir,
5657                                     struct btrfs_key *key,
5658                                     struct btrfs_root *root)
5659 {
5660         struct timespec64 ts;
5661         struct inode *inode = new_inode(dir->i_sb);
5662
5663         if (!inode)
5664                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5665
5666         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5667         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5668         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5669
5670         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5671         /*
5672          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5673          * associated with the dentry
5674          */
5675         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5676         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5677         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5678         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5679
5680         ts = inode_set_ctime_current(inode);
5681         inode_set_mtime_to_ts(inode, ts);
5682         inode_set_atime_to_ts(inode, inode_get_atime(dir));
5683         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
5684         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
5685
5686         inode->i_uid = dir->i_uid;
5687         inode->i_gid = dir->i_gid;
5688
5689         return inode;
5690 }
5691
5692 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5693 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5694 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5695 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5696 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5697 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5698 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5699 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5700
5701 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5702 {
5703         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5704 }
5705
5706 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5707 {
5708         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
5709         struct inode *inode;
5710         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5711         struct btrfs_root *sub_root = root;
5712         struct btrfs_key location;
5713         u8 di_type = 0;
5714         int ret = 0;
5715
5716         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5717                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5718
5719         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5720         if (ret < 0)
5721                 return ERR_PTR(ret);
5722
5723         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5724                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5725                 if (IS_ERR(inode))
5726                         return inode;
5727
5728                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5729                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5730                         btrfs_crit(fs_info,
5731 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5732                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5733                                   di_type);
5734                         iput(inode);
5735                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5736                 }
5737                 return inode;
5738         }
5739
5740         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5741                                        &location, &sub_root);
5742         if (ret < 0) {
5743                 if (ret != -ENOENT)
5744                         inode = ERR_PTR(ret);
5745                 else
5746                         inode = new_simple_dir(dir, &location, root);
5747         } else {
5748                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5749                 btrfs_put_root(sub_root);
5750
5751                 if (IS_ERR(inode))
5752                         return inode;
5753
5754                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5755                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5756                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5757                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5758                 if (ret) {
5759                         iput(inode);
5760                         inode = ERR_PTR(ret);
5761                 }
5762         }
5763
5764         return inode;
5765 }
5766
5767 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5768 {
5769         struct btrfs_root *root;
5770         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5771
5772         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5773                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5774
5775         if (inode) {
5776                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5777                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5778                         return 1;
5779
5780                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5781                         return 1;
5782         }
5783         return 0;
5784 }
5785
5786 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5787                                    unsigned int flags)
5788 {
5789         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5790
5791         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5792                 inode = NULL;
5793         return d_splice_alias(inode, dentry);
5794 }
5795
5796 /*
5797  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5798  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5799  */
5800 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5801 {
5802         struct btrfs_root *root = inode->root;
5803         struct btrfs_key key, found_key;
5804         struct btrfs_path *path;
5805         struct extent_buffer *leaf;
5806         int ret;
5807
5808         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5809         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5810         key.offset = (u64)-1;
5811
5812         path = btrfs_alloc_path();
5813         if (!path)
5814                 return -ENOMEM;
5815
5816         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5817         if (ret < 0)
5818                 goto out;
5819         /* FIXME: we should be able to handle this */
5820         if (ret == 0)
5821                 goto out;
5822         ret = 0;
5823
5824         if (path->slots[0] == 0) {
5825                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5826                 goto out;
5827         }
5828
5829         path->slots[0]--;
5830
5831         leaf = path->nodes[0];
5832         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5833
5834         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5835             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5836                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5837                 goto out;
5838         }
5839
5840         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5841 out:
5842         btrfs_free_path(path);
5843         return ret;
5844 }
5845
5846 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5847 {
5848         int ret = 0;
5849
5850         btrfs_inode_lock(dir, 0);
5851         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5852                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5853                 if (ret) {
5854                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5855                         if (ret)
5856                                 goto out;
5857                 }
5858         }
5859
5860         /* index_cnt is the index number of next new entry, so decrement it. */
5861         *index = dir->index_cnt - 1;
5862 out:
5863         btrfs_inode_unlock(dir, 0);
5864
5865         return ret;
5866 }
5867
5868 /*
5869  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5870  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5871  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5872  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5873  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5874  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5875  * tree lock.
5876  */
5877 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5878 {
5879         struct btrfs_file_private *private;
5880         u64 last_index;
5881         int ret;
5882
5883         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5884         if (ret)
5885                 return ret;
5886
5887         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5888         if (!private)
5889                 return -ENOMEM;
5890         private->last_index = last_index;
5891         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5892         if (!private->filldir_buf) {
5893                 kfree(private);
5894                 return -ENOMEM;
5895         }
5896         file->private_data = private;
5897         return 0;
5898 }
5899
5900 static loff_t btrfs_dir_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
5901 {
5902         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5903         int ret;
5904
5905         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(file_inode(file)),
5906                                        &private->last_index);
5907         if (ret)
5908                 return ret;
5909
5910         return generic_file_llseek(file, offset, whence);
5911 }
5912
5913 struct dir_entry {
5914         u64 ino;
5915         u64 offset;
5916         unsigned type;
5917         int name_len;
5918 };
5919
5920 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5921 {
5922         while (entries--) {
5923                 struct dir_entry *entry = addr;
5924                 char *name = (char *)(entry + 1);
5925
5926                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5927                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5928                                          get_unaligned(&entry->ino),
5929                                          get_unaligned(&entry->type)))
5930                         return 1;
5931                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5932                         get_unaligned(&entry->name_len);
5933                 ctx->pos++;
5934         }
5935         return 0;
5936 }
5937
5938 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5939 {
5940         struct inode *inode = file_inode(file);
5941         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5942         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5943         struct btrfs_dir_item *di;
5944         struct btrfs_key key;
5945         struct btrfs_key found_key;
5946         struct btrfs_path *path;
5947         void *addr;
5948         LIST_HEAD(ins_list);
5949         LIST_HEAD(del_list);
5950         int ret;
5951         char *name_ptr;
5952         int name_len;
5953         int entries = 0;
5954         int total_len = 0;
5955         bool put = false;
5956         struct btrfs_key location;
5957
5958         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5959                 return 0;
5960
5961         path = btrfs_alloc_path();
5962         if (!path)
5963                 return -ENOMEM;
5964
5965         addr = private->filldir_buf;
5966         path->reada = READA_FORWARD;
5967
5968         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
5969                                               &ins_list, &del_list);
5970
5971 again:
5972         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5973         key.offset = ctx->pos;
5974         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5975
5976         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5977                 struct dir_entry *entry;
5978                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5979                 u8 ftype;
5980
5981                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5982                         break;
5983                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5984                         break;
5985                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5986                         continue;
5987                 if (found_key.offset > private->last_index)
5988                         break;
5989                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5990                         continue;
5991                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5992                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5993                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5994                     PAGE_SIZE) {
5995                         btrfs_release_path(path);
5996                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5997                         if (ret)
5998                                 goto nopos;
5999                         addr = private->filldir_buf;
6000                         entries = 0;
6001                         total_len = 0;
6002                         goto again;
6003                 }
6004
6005                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
6006                 entry = addr;
6007                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
6008                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
6009                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
6010                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
6011                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
6012                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
6013                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
6014                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
6015                 entries++;
6016                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6017                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6018         }
6019         /* Catch error encountered during iteration */
6020         if (ret < 0)
6021                 goto err;
6022
6023         btrfs_release_path(path);
6024
6025         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6026         if (ret)
6027                 goto nopos;
6028
6029         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6030         if (ret)
6031                 goto nopos;
6032
6033         /*
6034          * Stop new entries from being returned after we return the last
6035          * entry.
6036          *
6037          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6038          * offset.  This means that new entries created during readdir
6039          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6040          * This has broken buggy programs which operate on names as
6041          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6042          * we have this hack to stop new entries from being returned
6043          * under the assumption that they'll never reach this huge
6044          * offset.
6045          *
6046          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6047          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6048          * in the past.
6049          */
6050         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6051                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6052         else
6053                 ctx->pos = INT_MAX;
6054 nopos:
6055         ret = 0;
6056 err:
6057         if (put)
6058                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6059         btrfs_free_path(path);
6060         return ret;
6061 }
6062
6063 /*
6064  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6065  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6066  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6067  * to keep or drop this code.
6068  */
6069 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
6070 {
6071         struct btrfs_root *root = inode->root;
6072         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6073         struct btrfs_trans_handle *trans;
6074         int ret;
6075
6076         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6077                 return 0;
6078
6079         trans = btrfs_join_transaction(root);
6080         if (IS_ERR(trans))
6081                 return PTR_ERR(trans);
6082
6083         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6084         if (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT) {
6085                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6086                 btrfs_end_transaction(trans);
6087                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6088                 if (IS_ERR(trans))
6089                         return PTR_ERR(trans);
6090
6091                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6092         }
6093         btrfs_end_transaction(trans);
6094         if (inode->delayed_node)
6095                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6096
6097         return ret;
6098 }
6099
6100 /*
6101  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6102  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6103  */
6104 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, int flags)
6105 {
6106         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6107         bool dirty;
6108
6109         if (btrfs_root_readonly(root))
6110                 return -EROFS;
6111
6112         dirty = inode_update_timestamps(inode, flags);
6113         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6114 }
6115
6116 /*
6117  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6118  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6119  */
6120 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6121 {
6122         int ret = 0;
6123
6124         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6125                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6126                 if (ret) {
6127                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6128                         if (ret)
6129                                 return ret;
6130                 }
6131         }
6132
6133         *index = dir->index_cnt;
6134         dir->index_cnt++;
6135
6136         return ret;
6137 }
6138
6139 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6140 {
6141         struct btrfs_iget_args args;
6142
6143         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6144         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6145
6146         return insert_inode_locked4(inode,
6147                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6148                    btrfs_find_actor, &args);
6149 }
6150
6151 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6152                             unsigned int *trans_num_items)
6153 {
6154         struct inode *dir = args->dir;
6155         struct inode *inode = args->inode;
6156         int ret;
6157
6158         if (!args->orphan) {
6159                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6160                                              &args->fname);
6161                 if (ret)
6162                         return ret;
6163         }
6164
6165         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6166         if (ret) {
6167                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6168                 return ret;
6169         }
6170
6171         /* 1 to add inode item */
6172         *trans_num_items = 1;
6173         /* 1 to add compression property */
6174         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6175                 (*trans_num_items)++;
6176         /* 1 to add default ACL xattr */
6177         if (args->default_acl)
6178                 (*trans_num_items)++;
6179         /* 1 to add access ACL xattr */
6180         if (args->acl)
6181                 (*trans_num_items)++;
6182 #ifdef CONFIG_SECURITY
6183         /* 1 to add LSM xattr */
6184         if (dir->i_security)
6185                 (*trans_num_items)++;
6186 #endif
6187         if (args->orphan) {
6188                 /* 1 to add orphan item */
6189                 (*trans_num_items)++;
6190         } else {
6191                 /*
6192                  * 1 to add dir item
6193                  * 1 to add dir index
6194                  * 1 to update parent inode item
6195                  *
6196                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6197                  * inserted in a batch together with the inode item at
6198                  * btrfs_create_new_inode().
6199                  */
6200                 *trans_num_items += 3;
6201         }
6202         return 0;
6203 }
6204
6205 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6206 {
6207         posix_acl_release(args->acl);
6208         posix_acl_release(args->default_acl);
6209         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6210 }
6211
6212 /*
6213  * Inherit flags from the parent inode.
6214  *
6215  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6216  */
6217 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6218 {
6219         unsigned int flags;
6220
6221         flags = dir->flags;
6222
6223         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6224                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6225                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6226         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6227                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6228                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6229         }
6230
6231         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6232                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6233                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6234                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6235         }
6236
6237         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6238 }
6239
6240 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6241                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6242 {
6243         struct timespec64 ts;
6244         struct inode *dir = args->dir;
6245         struct inode *inode = args->inode;
6246         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6247         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
6248         struct btrfs_root *root;
6249         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6250         struct btrfs_key *location;
6251         struct btrfs_path *path;
6252         u64 objectid;
6253         struct btrfs_inode_ref *ref;
6254         struct btrfs_key key[2];
6255         u32 sizes[2];
6256         struct btrfs_item_batch batch;
6257         unsigned long ptr;
6258         int ret;
6259
6260         path = btrfs_alloc_path();
6261         if (!path)
6262                 return -ENOMEM;
6263
6264         if (!args->subvol)
6265                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6266         root = BTRFS_I(inode)->root;
6267
6268         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6269         if (ret)
6270                 goto out;
6271         inode->i_ino = objectid;
6272
6273         if (args->orphan) {
6274                 /*
6275                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6276                  * fill in an inode item with the correct link count.
6277                  */
6278                 set_nlink(inode, 0);
6279         } else {
6280                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6281
6282                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6283                 if (ret)
6284                         goto out;
6285         }
6286         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6287         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6288         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6289         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6290
6291         /*
6292          * We don't have any capability xattrs set here yet, shortcut any
6293          * queries for the xattrs here.  If we add them later via the inode
6294          * security init path or any other path this flag will be cleared.
6295          */
6296         set_bit(BTRFS_INODE_NO_CAP_XATTR, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6297
6298         /*
6299          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6300          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6301          * change it now without compatibility issues.
6302          */
6303         if (!args->subvol)
6304                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6305
6306         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6307                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6308                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6309                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6310                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6311                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6312         }
6313
6314         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6315         location->objectid = objectid;
6316         location->offset = 0;
6317         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6318
6319         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6320         if (ret < 0) {
6321                 if (!args->orphan)
6322                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6323                 goto out;
6324         }
6325
6326         /*
6327          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6328          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6329          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6330          * old info in the log.
6331          */
6332         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6333
6334         key[0].objectid = objectid;
6335         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6336         key[0].offset = 0;
6337
6338         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6339
6340         if (!args->orphan) {
6341                 /*
6342                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6343                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6344                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6345                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6346                  */
6347                 key[1].objectid = objectid;
6348                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6349                 if (args->subvol) {
6350                         key[1].offset = objectid;
6351                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6352                 } else {
6353                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6354                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6355                 }
6356         }
6357
6358         batch.keys = &key[0];
6359         batch.data_sizes = &sizes[0];
6360         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6361         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6362         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6363         if (ret != 0) {
6364                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6365                 goto discard;
6366         }
6367
6368         ts = simple_inode_init_ts(inode);
6369         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
6370         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
6371
6372         /*
6373          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6374          * must be fully initialized.
6375          */
6376
6377         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6378                                   struct btrfs_inode_item);
6379         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6380                              sizeof(*inode_item));
6381         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6382
6383         if (!args->orphan) {
6384                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6385                                      struct btrfs_inode_ref);
6386                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6387                 if (args->subvol) {
6388                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6389                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6390                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6391                 } else {
6392                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6393                                                      name->len);
6394                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6395                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6396                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6397                                             name->len);
6398                 }
6399         }
6400
6401         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, path->nodes[0]);
6402         /*
6403          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6404          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6405          * allocating yet another path. So just free our path.
6406          */
6407         btrfs_free_path(path);
6408         path = NULL;
6409
6410         if (args->subvol) {
6411                 struct inode *parent;
6412
6413                 /*
6414                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6415                  * not the directory they were created in.
6416                  */
6417                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6418                                     BTRFS_I(dir)->root);
6419                 if (IS_ERR(parent)) {
6420                         ret = PTR_ERR(parent);
6421                 } else {
6422                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6423                         iput(parent);
6424                 }
6425         } else {
6426                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6427         }
6428         if (ret) {
6429                 btrfs_err(fs_info,
6430                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6431                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6432                           ret);
6433         }
6434
6435         /*
6436          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6437          * probably a bug.
6438          */
6439         if (!args->subvol) {
6440                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6441                 if (ret) {
6442                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6443                         goto discard;
6444                 }
6445         }
6446
6447         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6448
6449         trace_btrfs_inode_new(inode);
6450         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6451
6452         btrfs_update_root_times(trans, root);
6453
6454         if (args->orphan) {
6455                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6456         } else {
6457                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6458                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6459         }
6460         if (ret) {
6461                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6462                 goto discard;
6463         }
6464
6465         return 0;
6466
6467 discard:
6468         /*
6469          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6470          * to the inode.
6471          */
6472         ihold(inode);
6473         discard_new_inode(inode);
6474 out:
6475         btrfs_free_path(path);
6476         return ret;
6477 }
6478
6479 /*
6480  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6481  * a give name and a given sequence number.
6482  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6483  * inode to the parent directory.
6484  */
6485 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6486                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6487                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6488 {
6489         int ret = 0;
6490         struct btrfs_key key;
6491         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6492         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6493         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6494
6495         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6496                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6497         } else {
6498                 key.objectid = ino;
6499                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6500                 key.offset = 0;
6501         }
6502
6503         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6504                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6505                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6506                                          index, name);
6507         } else if (add_backref) {
6508                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6509                                              ino, parent_ino, index);
6510         }
6511
6512         /* Nothing to clean up yet */
6513         if (ret)
6514                 return ret;
6515
6516         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6517                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6518         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6519                 goto fail_dir_item;
6520         else if (ret) {
6521                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6522                 return ret;
6523         }
6524
6525         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6526                            name->len * 2);
6527         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6528         /*
6529          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6530          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6531          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6532          * values (the ones it had when the fsync was done).
6533          */
6534         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags))
6535                 inode_set_mtime_to_ts(&parent_inode->vfs_inode,
6536                                       inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode));
6537
6538         ret = btrfs_update_inode(trans, parent_inode);
6539         if (ret)
6540                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6541         return ret;
6542
6543 fail_dir_item:
6544         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6545                 u64 local_index;
6546                 int err;
6547                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6548                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6549                                          &local_index, name);
6550                 if (err)
6551                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6552         } else if (add_backref) {
6553                 u64 local_index;
6554                 int err;
6555
6556                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6557                                           &local_index);
6558                 if (err)
6559                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6560         }
6561
6562         /* Return the original error code */
6563         return ret;
6564 }
6565
6566 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6567                                struct inode *inode)
6568 {
6569         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
6570         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6571         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6572                 .dir = dir,
6573                 .dentry = dentry,
6574                 .inode = inode,
6575         };
6576         unsigned int trans_num_items;
6577         struct btrfs_trans_handle *trans;
6578         int err;
6579
6580         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6581         if (err)
6582                 goto out_inode;
6583
6584         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6585         if (IS_ERR(trans)) {
6586                 err = PTR_ERR(trans);
6587                 goto out_new_inode_args;
6588         }
6589
6590         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6591         if (!err)
6592                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6593
6594         btrfs_end_transaction(trans);
6595         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6596 out_new_inode_args:
6597         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6598 out_inode:
6599         if (err)
6600                 iput(inode);
6601         return err;
6602 }
6603
6604 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6605                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6606 {
6607         struct inode *inode;
6608
6609         inode = new_inode(dir->i_sb);
6610         if (!inode)
6611                 return -ENOMEM;
6612         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6613         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6614         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6615         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6616 }
6617
6618 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6619                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6620 {
6621         struct inode *inode;
6622
6623         inode = new_inode(dir->i_sb);
6624         if (!inode)
6625                 return -ENOMEM;
6626         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6627         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6628         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6629         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6630         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6631 }
6632
6633 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6634                       struct dentry *dentry)
6635 {
6636         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6637         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6638         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6639         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
6640         struct fscrypt_name fname;
6641         u64 index;
6642         int err;
6643         int drop_inode = 0;
6644
6645         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6646         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6647                 return -EXDEV;
6648
6649         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6650                 return -EMLINK;
6651
6652         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6653         if (err)
6654                 goto fail;
6655
6656         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6657         if (err)
6658                 goto fail;
6659
6660         /*
6661          * 2 items for inode and inode ref
6662          * 2 items for dir items
6663          * 1 item for parent inode
6664          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6665          */
6666         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6667         if (IS_ERR(trans)) {
6668                 err = PTR_ERR(trans);
6669                 trans = NULL;
6670                 goto fail;
6671         }
6672
6673         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6674         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6675         inc_nlink(inode);
6676         inode_inc_iversion(inode);
6677         inode_set_ctime_current(inode);
6678         ihold(inode);
6679         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6680
6681         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6682                              &fname.disk_name, 1, index);
6683
6684         if (err) {
6685                 drop_inode = 1;
6686         } else {
6687                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6688
6689                 err = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
6690                 if (err)
6691                         goto fail;
6692                 if (inode->i_nlink == 1) {
6693                         /*
6694                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6695                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6696                          */
6697                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6698                         if (err)
6699                                 goto fail;
6700                 }
6701                 d_instantiate(dentry, inode);
6702                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6703         }
6704
6705 fail:
6706         fscrypt_free_filename(&fname);
6707         if (trans)
6708                 btrfs_end_transaction(trans);
6709         if (drop_inode) {
6710                 inode_dec_link_count(inode);
6711                 iput(inode);
6712         }
6713         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6714         return err;
6715 }
6716
6717 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6718                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6719 {
6720         struct inode *inode;
6721
6722         inode = new_inode(dir->i_sb);
6723         if (!inode)
6724                 return -ENOMEM;
6725         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6726         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6727         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6728         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6729 }
6730
6731 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6732                                       struct page *page,
6733                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6734 {
6735         int ret;
6736         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6737         char *tmp;
6738         size_t max_size;
6739         unsigned long inline_size;
6740         unsigned long ptr;
6741         int compress_type;
6742
6743         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6744         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6745         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6746         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6747         if (!tmp)
6748                 return -ENOMEM;
6749         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6750
6751         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6752
6753         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6754         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6755
6756         /*
6757          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6758          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6759          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6760          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6761          * cover that region here.
6762          */
6763
6764         if (max_size < PAGE_SIZE)
6765                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6766         kfree(tmp);
6767         return ret;
6768 }
6769
6770 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6771                               struct page *page)
6772 {
6773         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6774         void *kaddr;
6775         size_t copy_size;
6776
6777         if (!page || PageUptodate(page))
6778                 return 0;
6779
6780         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6781
6782         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6783                             struct btrfs_file_extent_item);
6784         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6785                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6786
6787         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6788                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6789         kaddr = kmap_local_page(page);
6790         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6791                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6792         kunmap_local(kaddr);
6793         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6794                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6795         return 0;
6796 }
6797
6798 /*
6799  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6800  *
6801  * @inode:      file to search in
6802  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6803  * @start:      file offset
6804  * @len:        length of range starting at @start
6805  *
6806  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6807  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6808  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6809  *
6810  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6811  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6812  *
6813  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6814  */
6815 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6816                                     struct page *page, u64 start, u64 len)
6817 {
6818         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6819         int ret = 0;
6820         u64 extent_start = 0;
6821         u64 extent_end = 0;
6822         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6823         int extent_type = -1;
6824         struct btrfs_path *path = NULL;
6825         struct btrfs_root *root = inode->root;
6826         struct btrfs_file_extent_item *item;
6827         struct extent_buffer *leaf;
6828         struct btrfs_key found_key;
6829         struct extent_map *em = NULL;
6830         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6831
6832         read_lock(&em_tree->lock);
6833         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6834         read_unlock(&em_tree->lock);
6835
6836         if (em) {
6837                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6838                         free_extent_map(em);
6839                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6840                         free_extent_map(em);
6841                 else
6842                         goto out;
6843         }
6844         em = alloc_extent_map();
6845         if (!em) {
6846                 ret = -ENOMEM;
6847                 goto out;
6848         }
6849         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6850         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6851         em->len = (u64)-1;
6852         em->block_len = (u64)-1;
6853
6854         path = btrfs_alloc_path();
6855         if (!path) {
6856                 ret = -ENOMEM;
6857                 goto out;
6858         }
6859
6860         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6861         path->reada = READA_FORWARD;
6862
6863         /*
6864          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6865          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6866          * point the commit_root has everything we need.
6867          */
6868         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6869                 path->search_commit_root = 1;
6870                 path->skip_locking = 1;
6871         }
6872
6873         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6874         if (ret < 0) {
6875                 goto out;
6876         } else if (ret > 0) {
6877                 if (path->slots[0] == 0)
6878                         goto not_found;
6879                 path->slots[0]--;
6880                 ret = 0;
6881         }
6882
6883         leaf = path->nodes[0];
6884         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6885                               struct btrfs_file_extent_item);
6886         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6887         if (found_key.objectid != objectid ||
6888             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6889                 /*
6890                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6891                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6892                  * say there is a hole for our whole search range which can
6893                  * cause problems.
6894                  */
6895                 extent_end = start;
6896                 goto next;
6897         }
6898
6899         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6900         extent_start = found_key.offset;
6901         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6902         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6903             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6904                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6905                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6906                         ret = -EUCLEAN;
6907                         btrfs_crit(fs_info,
6908                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6909                                    btrfs_ino(inode));
6910                         goto out;
6911                 }
6912                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6913                                                        extent_start);
6914         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6915                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6916                                                       path->slots[0],
6917                                                       extent_start);
6918         }
6919 next:
6920         if (start >= extent_end) {
6921                 path->slots[0]++;
6922                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6923                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6924                         if (ret < 0)
6925                                 goto out;
6926                         else if (ret > 0)
6927                                 goto not_found;
6928
6929                         leaf = path->nodes[0];
6930                 }
6931                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6932                 if (found_key.objectid != objectid ||
6933                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6934                         goto not_found;
6935                 if (start + len <= found_key.offset)
6936                         goto not_found;
6937                 if (start > found_key.offset)
6938                         goto next;
6939
6940                 /* New extent overlaps with existing one */
6941                 em->start = start;
6942                 em->orig_start = start;
6943                 em->len = found_key.offset - start;
6944                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6945                 goto insert;
6946         }
6947
6948         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6949
6950         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6951             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6952                 goto insert;
6953         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6954                 /*
6955                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6956                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6957                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6958                  */
6959                 ASSERT(extent_start == 0);
6960                 ASSERT(em->start == 0);
6961
6962                 /*
6963                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6964                  * initialized em members already.
6965                  *
6966                  * Other members are not utilized for inline extents.
6967                  */
6968                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6969                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6970
6971                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6972                 if (ret < 0)
6973                         goto out;
6974                 goto insert;
6975         }
6976 not_found:
6977         em->start = start;
6978         em->orig_start = start;
6979         em->len = len;
6980         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6981 insert:
6982         ret = 0;
6983         btrfs_release_path(path);
6984         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6985                 btrfs_err(fs_info,
6986                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6987                           em->start, em->len, start, len);
6988                 ret = -EIO;
6989                 goto out;
6990         }
6991
6992         write_lock(&em_tree->lock);
6993         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6994         write_unlock(&em_tree->lock);
6995 out:
6996         btrfs_free_path(path);
6997
6998         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6999
7000         if (ret) {
7001                 free_extent_map(em);
7002                 return ERR_PTR(ret);
7003         }
7004         return em;
7005 }
7006
7007 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7008                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
7009                                                   const u64 start,
7010                                                   const u64 len,
7011                                                   const u64 orig_start,
7012                                                   const u64 block_start,
7013                                                   const u64 block_len,
7014                                                   const u64 orig_block_len,
7015                                                   const u64 ram_bytes,
7016                                                   const int type)
7017 {
7018         struct extent_map *em = NULL;
7019         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7020
7021         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7022                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7023                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7024                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7025                                   type);
7026                 if (IS_ERR(em))
7027                         goto out;
7028         }
7029         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
7030                                              block_start, block_len, 0,
7031                                              (1 << type) |
7032                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7033                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
7034         if (IS_ERR(ordered)) {
7035                 if (em) {
7036                         free_extent_map(em);
7037                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
7038                                                     start + len - 1, false);
7039                 }
7040                 em = ERR_CAST(ordered);
7041         } else {
7042                 ASSERT(!dio_data->ordered);
7043                 dio_data->ordered = ordered;
7044         }
7045  out:
7046
7047         return em;
7048 }
7049
7050 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7051                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
7052                                                   u64 start, u64 len)
7053 {
7054         struct btrfs_root *root = inode->root;
7055         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7056         struct extent_map *em;
7057         struct btrfs_key ins;
7058         u64 alloc_hint;
7059         int ret;
7060
7061         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7062 again:
7063         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7064                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7065         if (ret == -EAGAIN) {
7066                 ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
7067                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags, BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
7068                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
7069                 goto again;
7070         }
7071         if (ret)
7072                 return ERR_PTR(ret);
7073
7074         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
7075                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7076                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7077         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7078         if (IS_ERR(em))
7079                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7080                                            1);
7081
7082         return em;
7083 }
7084
7085 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7086 {
7087         struct btrfs_block_group *block_group;
7088         bool readonly = false;
7089
7090         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7091         if (!block_group || block_group->ro)
7092                 readonly = true;
7093         if (block_group)
7094                 btrfs_put_block_group(block_group);
7095         return readonly;
7096 }
7097
7098 /*
7099  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7100  *
7101  * @offset:     File offset
7102  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7103  *              range
7104  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7105  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7106  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7107  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7108  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7109  *
7110  * Return:
7111  * >0   and update @len if we can do nocow write
7112  *  0   if we can't do nocow write
7113  * <0   if error happened
7114  *
7115  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7116  *       any ordered extents.
7117  */
7118 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7119                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7120                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7121 {
7122         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7123         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7124         struct btrfs_path *path;
7125         int ret;
7126         struct extent_buffer *leaf;
7127         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7128         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7129         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7130         struct btrfs_key key;
7131         int found_type;
7132
7133         path = btrfs_alloc_path();
7134         if (!path)
7135                 return -ENOMEM;
7136         path->nowait = nowait;
7137
7138         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7139                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7140         if (ret < 0)
7141                 goto out;
7142
7143         if (ret == 1) {
7144                 if (path->slots[0] == 0) {
7145                         /* can't find the item, must cow */
7146                         ret = 0;
7147                         goto out;
7148                 }
7149                 path->slots[0]--;
7150         }
7151         ret = 0;
7152         leaf = path->nodes[0];
7153         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7154         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7155             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7156                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7157                 goto out;
7158         }
7159
7160         if (key.offset > offset) {
7161                 /* Wrong offset, must cow */
7162                 goto out;
7163         }
7164
7165         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7166                 goto out;
7167
7168         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7169         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7170         if (ram_bytes)
7171                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7172
7173         nocow_args.start = offset;
7174         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7175         nocow_args.strict = strict;
7176         nocow_args.free_path = true;
7177
7178         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7179         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7180         path = NULL;
7181
7182         if (ret != 1) {
7183                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7184                 ret = 0;
7185                 goto out;
7186         }
7187
7188         ret = 0;
7189         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7190                 goto out;
7191
7192         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7193             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7194                 u64 range_end;
7195
7196                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7197                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7198                 ret = test_range_bit_exists(io_tree, offset, range_end, EXTENT_DELALLOC);
7199                 if (ret) {
7200                         ret = -EAGAIN;
7201                         goto out;
7202                 }
7203         }
7204
7205         if (orig_start)
7206                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7207         if (orig_block_len)
7208                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7209
7210         *len = nocow_args.num_bytes;
7211         ret = 1;
7212 out:
7213         btrfs_free_path(path);
7214         return ret;
7215 }
7216
7217 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7218                               struct extent_state **cached_state,
7219                               unsigned int iomap_flags)
7220 {
7221         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7222         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7223         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7224         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7225         int ret = 0;
7226
7227         while (1) {
7228                 if (nowait) {
7229                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7230                                              cached_state))
7231                                 return -EAGAIN;
7232                 } else {
7233                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7234                 }
7235                 /*
7236                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7237                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7238                  * extents in this range.
7239                  */
7240                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7241                                                      lockend - lockstart + 1);
7242
7243                 /*
7244                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7245                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7246                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7247                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7248                  * get stale data.
7249                  */
7250                 if (!ordered &&
7251                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7252                                                          lockstart, lockend)))
7253                         break;
7254
7255                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7256
7257                 if (ordered) {
7258                         if (nowait) {
7259                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7260                                 ret = -EAGAIN;
7261                                 break;
7262                         }
7263                         /*
7264                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7265                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7266                          * to complete and retry, because if we do so we can
7267                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7268                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7269                          * than one extent map, if at this point has already
7270                          * created an ordered extent for a previous extent map
7271                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7272                          * concurrent write against that previous extent map's
7273                          * range and this range started (we unlock the ranges
7274                          * in the io tree only when the bios complete and
7275                          * buffered writes always lock pages before attempting
7276                          * to lock range in the io tree).
7277                          */
7278                         if (writing ||
7279                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7280                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7281                         else
7282                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7283                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7284                 } else {
7285                         /*
7286                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7287                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7288                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7289                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7290                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7291                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7292                          * ordered dio extent we created before but did not have
7293                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7294                          * complete), which makes readahead wait for that
7295                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7296                          * that page.
7297                          */
7298                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7299                 }
7300
7301                 if (ret)
7302                         break;
7303
7304                 cond_resched();
7305         }
7306
7307         return ret;
7308 }
7309
7310 /* The callers of this must take lock_extent() */
7311 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7312                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7313                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7314                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7315                                        int type)
7316 {
7317         struct extent_map *em;
7318         int ret;
7319
7320         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7321                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7322                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7323                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7324
7325         em = alloc_extent_map();
7326         if (!em)
7327                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7328
7329         em->start = start;
7330         em->orig_start = orig_start;
7331         em->len = len;
7332         em->block_len = block_len;
7333         em->block_start = block_start;
7334         em->orig_block_len = orig_block_len;
7335         em->ram_bytes = ram_bytes;
7336         em->generation = -1;
7337         em->flags |= EXTENT_FLAG_PINNED;
7338         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
7339                 em->flags |= EXTENT_FLAG_FILLING;
7340         else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED)
7341                 extent_map_set_compression(em, compress_type);
7342
7343         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7344         if (ret) {
7345                 free_extent_map(em);
7346                 return ERR_PTR(ret);
7347         }
7348
7349         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7350         return em;
7351 }
7352
7353
7354 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7355                                          struct inode *inode,
7356                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7357                                          u64 start, u64 *lenp,
7358                                          unsigned int iomap_flags)
7359 {
7360         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7361         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7362         struct extent_map *em = *map;
7363         int type;
7364         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7365         struct btrfs_block_group *bg;
7366         bool can_nocow = false;
7367         bool space_reserved = false;
7368         u64 len = *lenp;
7369         u64 prev_len;
7370         int ret = 0;
7371
7372         /*
7373          * We don't allocate a new extent in the following cases
7374          *
7375          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7376          * existing extent.
7377          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7378          * just use the extent.
7379          *
7380          */
7381         if ((em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) ||
7382             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7383              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7384                 if (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)
7385                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7386                 else
7387                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7388                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7389                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7390
7391                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7392                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7393                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7394                         if (bg)
7395                                 can_nocow = true;
7396                 }
7397         }
7398
7399         prev_len = len;
7400         if (can_nocow) {
7401                 struct extent_map *em2;
7402
7403                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7404                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7405                                                       nowait);
7406                 if (ret < 0) {
7407                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7408                         free_extent_map(em);
7409                         *map = NULL;
7410                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7411                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7412                                 ret = -EAGAIN;
7413                         goto out;
7414                 }
7415                 space_reserved = true;
7416
7417                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7418                                               orig_start, block_start,
7419                                               len, orig_block_len,
7420                                               ram_bytes, type);
7421                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7422                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7423                         free_extent_map(em);
7424                         *map = em2;
7425                         em = em2;
7426                 }
7427
7428                 if (IS_ERR(em2)) {
7429                         ret = PTR_ERR(em2);
7430                         goto out;
7431                 }
7432
7433                 dio_data->nocow_done = true;
7434         } else {
7435                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7436                 free_extent_map(em);
7437                 *map = NULL;
7438
7439                 if (nowait) {
7440                         ret = -EAGAIN;
7441                         goto out;
7442                 }
7443
7444                 /*
7445                  * If we could not allocate data space before locking the file
7446                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7447                  */
7448                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7449                         ret = -ENOSPC;
7450                         goto out;
7451                 }
7452
7453                 /*
7454                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7455                  * so now we reserve only metadata.
7456                  */
7457                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7458                                                       false);
7459                 if (ret < 0)
7460                         goto out;
7461                 space_reserved = true;
7462
7463                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7464                 if (IS_ERR(em)) {
7465                         ret = PTR_ERR(em);
7466                         goto out;
7467                 }
7468                 *map = em;
7469                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7470                 if (len < prev_len)
7471                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7472                                                         prev_len - len, true);
7473         }
7474
7475         /*
7476          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7477          * for an outstanding extent.
7478          */
7479         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7480
7481         /*
7482          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7483          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7484          */
7485         if (start + len > i_size_read(inode))
7486                 i_size_write(inode, start + len);
7487 out:
7488         if (ret && space_reserved) {
7489                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7490                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7491         }
7492         *lenp = len;
7493         return ret;
7494 }
7495
7496 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7497                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7498                 struct iomap *srcmap)
7499 {
7500         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7501         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7502         struct extent_map *em;
7503         struct extent_state *cached_state = NULL;
7504         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7505         u64 lockstart, lockend;
7506         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7507         int ret = 0;
7508         u64 len = length;
7509         const u64 data_alloc_len = length;
7510         bool unlock_extents = false;
7511
7512         /*
7513          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7514          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7515          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7516          *
7517          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7518          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7519          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7520          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7521          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7522          */
7523         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7524                 return -EAGAIN;
7525
7526         /*
7527          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7528          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7529          */
7530         if (!write)
7531                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7532
7533         lockstart = start;
7534         lockend = start + len - 1;
7535
7536         /*
7537          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7538          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7539          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7540          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7541          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7542          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7543          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7544          *
7545          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7546          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7547          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7548          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7549          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7550          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7551          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7552          * the file range yet.
7553          */
7554         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7555                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7556                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7557                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7558                                                           lockstart, lockend))
7559                                 return -EAGAIN;
7560                 } else {
7561                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7562                                                        start + length - 1);
7563                         if (ret)
7564                                 return ret;
7565                 }
7566         }
7567
7568         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7569
7570         /*
7571          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7572          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7573          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7574          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7575          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7576          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7577          * NOCOW write.
7578          */
7579         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7580                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7581                                                   &dio_data->data_reserved,
7582                                                   start, data_alloc_len, false);
7583                 if (!ret)
7584                         dio_data->data_space_reserved = true;
7585                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7586                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7587                         goto err;
7588         }
7589
7590         /*
7591          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7592          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7593          * NOWAIT read/write and we need to block.
7594          */
7595         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7596         if (ret < 0)
7597                 goto err;
7598
7599         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, start, len);
7600         if (IS_ERR(em)) {
7601                 ret = PTR_ERR(em);
7602                 goto unlock_err;
7603         }
7604
7605         /*
7606          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7607          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7608          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7609          * buffered path.
7610          *
7611          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7612          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7613          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7614          *
7615          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7616          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7617          * the generic code.
7618          */
7619         if (extent_map_is_compressed(em) ||
7620             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7621                 free_extent_map(em);
7622                 /*
7623                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7624                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7625                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7626                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7627                  * space - this happens if we were able to read some data from
7628                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7629                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7630                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7631                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7632                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7633                  */
7634                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7635                 goto unlock_err;
7636         }
7637
7638         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7639
7640         /*
7641          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7642          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7643          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7644          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7645          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7646          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7647          *
7648          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7649          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7650          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7651          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7652          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7653          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7654          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7655          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7656          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7657          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7658          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7659          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7660          */
7661         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7662                 free_extent_map(em);
7663                 ret = -EAGAIN;
7664                 goto unlock_err;
7665         }
7666
7667         if (write) {
7668                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7669                                                     start, &len, flags);
7670                 if (ret < 0)
7671                         goto unlock_err;
7672                 unlock_extents = true;
7673                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7674                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7675                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7676                         u64 release_offset;
7677                         u64 release_len = 0;
7678
7679                         if (dio_data->nocow_done) {
7680                                 release_offset = start;
7681                                 release_len = data_alloc_len;
7682                         } else if (len < data_alloc_len) {
7683                                 release_offset = start + len;
7684                                 release_len = data_alloc_len - len;
7685                         }
7686
7687                         if (release_len > 0)
7688                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7689                                                                dio_data->data_reserved,
7690                                                                release_offset,
7691                                                                release_len);
7692                 }
7693         } else {
7694                 /*
7695                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7696                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7697                  */
7698                 lockstart = start + len;
7699                 if (lockstart < lockend)
7700                         unlock_extents = true;
7701         }
7702
7703         if (unlock_extents)
7704                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7705                               &cached_state);
7706         else
7707                 free_extent_state(cached_state);
7708
7709         /*
7710          * Translate extent map information to iomap.
7711          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7712          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7713          */
7714         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7715             ((em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) && !write)) {
7716                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7717                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7718         } else {
7719                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7720                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7721         }
7722         iomap->offset = start;
7723         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7724         iomap->length = len;
7725         free_extent_map(em);
7726
7727         return 0;
7728
7729 unlock_err:
7730         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7731                       &cached_state);
7732 err:
7733         if (dio_data->data_space_reserved) {
7734                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7735                                                dio_data->data_reserved,
7736                                                start, data_alloc_len);
7737                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7738         }
7739
7740         return ret;
7741 }
7742
7743 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7744                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7745 {
7746         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7747         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7748         size_t submitted = dio_data->submitted;
7749         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7750         int ret = 0;
7751
7752         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7753                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7754                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7755                               NULL);
7756                 return 0;
7757         }
7758
7759         if (submitted < length) {
7760                 pos += submitted;
7761                 length -= submitted;
7762                 if (write)
7763                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7764                                                     pos, length, false);
7765                 else
7766                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7767                                       pos + length - 1, NULL);
7768                 ret = -ENOTBLK;
7769         }
7770         if (write) {
7771                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7772                 dio_data->ordered = NULL;
7773         }
7774
7775         if (write)
7776                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7777         return ret;
7778 }
7779
7780 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7781 {
7782         struct btrfs_dio_private *dip =
7783                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7784         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7785         struct bio *bio = &bbio->bio;
7786
7787         if (bio->bi_status) {
7788                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7789                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7790                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7791                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7792         }
7793
7794         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7795                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7796                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7797                                             !bio->bi_status);
7798         } else {
7799                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7800                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7801         }
7802
7803         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7804         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7805 }
7806
7807 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7808                                 loff_t file_offset)
7809 {
7810         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7811         struct btrfs_dio_private *dip =
7812                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7813         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7814
7815         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7816                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7817         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7818         bbio->file_offset = file_offset;
7819
7820         dip->file_offset = file_offset;
7821         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7822
7823         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7824
7825         /*
7826          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7827          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7828          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7829          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7830          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7831          */
7832         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7833                 int ret;
7834
7835                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7836                 if (ret) {
7837                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7838                                                     file_offset, dip->bytes,
7839                                                     !ret);
7840                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7841                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7842                         return;
7843                 }
7844         }
7845
7846         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7847 }
7848
7849 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7850         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7851         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7852 };
7853
7854 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7855         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7856         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7857 };
7858
7859 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7860 {
7861         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7862
7863         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7864                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7865 }
7866
7867 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7868                                   size_t done_before)
7869 {
7870         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7871
7872         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7873                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7874 }
7875
7876 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7877                         u64 start, u64 len)
7878 {
7879         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(inode);
7880         int     ret;
7881
7882         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7883         if (ret)
7884                 return ret;
7885
7886         /*
7887          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7888          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7889          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7890          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7891          * before the compression is done and writeback is started. A second
7892          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7893          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7894          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7895          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7896          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7897          * if we have delalloc in those ranges.
7898          */
7899         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7900                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7901                 if (ret)
7902                         return ret;
7903         }
7904
7905         btrfs_inode_lock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7906
7907         /*
7908          * We did an initial flush to avoid holding the inode's lock while
7909          * triggering writeback and waiting for the completion of IO and ordered
7910          * extents. Now after we locked the inode we do it again, because it's
7911          * possible a new write may have happened in between those two steps.
7912          */
7913         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7914                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7915                 if (ret) {
7916                         btrfs_inode_unlock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7917                         return ret;
7918                 }
7919         }
7920
7921         ret = extent_fiemap(btrfs_inode, fieinfo, start, len);
7922         btrfs_inode_unlock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7923
7924         return ret;
7925 }
7926
7927 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7928                             struct writeback_control *wbc)
7929 {
7930         return extent_writepages(mapping, wbc);
7931 }
7932
7933 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7934 {
7935         extent_readahead(rac);
7936 }
7937
7938 /*
7939  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7940  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7941  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7942  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7943  * spinlock.
7944  */
7945 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7946 {
7947         struct btrfs_fs_info *fs_info = page_to_fs_info(page);
7948         struct folio *folio = page_folio(page);
7949         struct btrfs_subpage *subpage;
7950
7951         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page->mapping))
7952                 return;
7953
7954         ASSERT(folio_test_private(folio) && folio_get_private(folio));
7955         subpage = folio_get_private(folio);
7956
7957         /*
7958          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7959          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7960          * still holding the subpage spinlock.
7961          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7962          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7963          * function to clear page writeback.
7964          *
7965          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7966          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7967          */
7968         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7969         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7970 }
7971
7972 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7973 {
7974         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7975
7976         if (ret == 1) {
7977                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7978                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7979         }
7980         return ret;
7981 }
7982
7983 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7984 {
7985         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7986                 return false;
7987         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7988 }
7989
7990 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7991 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7992                              struct folio *dst, struct folio *src,
7993                              enum migrate_mode mode)
7994 {
7995         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7996
7997         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7998                 return ret;
7999
8000         if (folio_test_ordered(src)) {
8001                 folio_clear_ordered(src);
8002                 folio_set_ordered(dst);
8003         }
8004
8005         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8006 }
8007 #else
8008 #define btrfs_migrate_folio NULL
8009 #endif
8010
8011 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8012                                  size_t length)
8013 {
8014         struct btrfs_inode *inode = folio_to_inode(folio);
8015         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8016         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8017         struct extent_state *cached_state = NULL;
8018         u64 page_start = folio_pos(folio);
8019         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8020         u64 cur;
8021         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8022
8023         /*
8024          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8025          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8026          *
8027          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8028          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8029          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8030          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8031          * on one folio.
8032          *
8033          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8034          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8035          */
8036         folio_wait_writeback(folio);
8037         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8038
8039         /*
8040          * For subpage case, we have call sites like
8041          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8042          * sectorsize.
8043          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8044          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8045          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8046          *
8047          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8048          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8049          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8050          */
8051         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8052                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8053                 return;
8054         }
8055
8056         if (!inode_evicting)
8057                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8058
8059         cur = page_start;
8060         while (cur < page_end) {
8061                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8062                 u64 range_end;
8063                 u32 range_len;
8064                 u32 extra_flags = 0;
8065
8066                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8067                                                            page_end + 1 - cur);
8068                 if (!ordered) {
8069                         range_end = page_end;
8070                         /*
8071                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8072                          * to delete all extent states in the range.
8073                          */
8074                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8075                         goto next;
8076                 }
8077                 if (ordered->file_offset > cur) {
8078                         /*
8079                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8080                          * covered by any ordered extent.
8081                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8082                          * the ordered extent in the next iteration.
8083                          */
8084                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8085                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8086                         goto next;
8087                 }
8088
8089                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8090                                 page_end);
8091                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8092                 range_len = range_end + 1 - cur;
8093                 if (!btrfs_folio_test_ordered(fs_info, folio, cur, range_len)) {
8094                         /*
8095                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8096                          * already been executed for the range.
8097                          * We can't delete the extent states as
8098                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8099                          */
8100                         goto next;
8101                 }
8102                 btrfs_folio_clear_ordered(fs_info, folio, cur, range_len);
8103
8104                 /*
8105                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8106                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8107                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8108                  *
8109                  * This will also unlock the range for incoming
8110                  * btrfs_finish_ordered_io().
8111                  */
8112                 if (!inode_evicting)
8113                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8114                                          EXTENT_DELALLOC |
8115                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8116                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8117
8118                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8119                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8120                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8121                                              cur - ordered->file_offset);
8122                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8123
8124                 /*
8125                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8126                  * the extent states of the range, otherwise
8127                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8128                  * other pages, so we can't delete extent states.
8129                  */
8130                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8131                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8132                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8133                         /*
8134                          * The ordered extent has finished, now we're again
8135                          * safe to delete all extent states of the range.
8136                          */
8137                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8138                 }
8139 next:
8140                 if (ordered)
8141                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8142                 /*
8143                  * Qgroup reserved space handler
8144                  * Sector(s) here will be either:
8145                  *
8146                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8147                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8148                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8149                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8150                  *
8151                  * 2) Not written to disk yet
8152                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8153                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8154                  *    reserved data space.
8155                  *    Since the IO will never happen for this page.
8156                  */
8157                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur, NULL);
8158                 if (!inode_evicting) {
8159                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8160                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8161                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8162                                  extra_flags, &cached_state);
8163                 }
8164                 cur = range_end + 1;
8165         }
8166         /*
8167          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8168          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8169          * did something wrong.
8170          */
8171         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8172         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8173         if (!inode_evicting)
8174                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8175         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8176 }
8177
8178 /*
8179  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8180  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8181  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8182  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8183  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8184  * support these features.
8185  *
8186  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8187  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8188  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8189  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8190  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8191  * unlock the page.
8192  */
8193 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8194 {
8195         struct page *page = vmf->page;
8196         struct folio *folio = page_folio(page);
8197         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8198         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
8199         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8200         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8201         struct extent_state *cached_state = NULL;
8202         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8203         unsigned long zero_start;
8204         loff_t size;
8205         vm_fault_t ret;
8206         int ret2;
8207         int reserved = 0;
8208         u64 reserved_space;
8209         u64 page_start;
8210         u64 page_end;
8211         u64 end;
8212
8213         ASSERT(folio_order(folio) == 0);
8214
8215         reserved_space = PAGE_SIZE;
8216
8217         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8218         page_start = page_offset(page);
8219         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8220         end = page_end;
8221
8222         /*
8223          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8224          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8225          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8226          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8227          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8228          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8229          */
8230         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8231                                             page_start, reserved_space);
8232         if (!ret2) {
8233                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8234                 reserved = 1;
8235         }
8236         if (ret2) {
8237                 ret = vmf_error(ret2);
8238                 if (reserved)
8239                         goto out;
8240                 goto out_noreserve;
8241         }
8242
8243         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8244 again:
8245         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8246         lock_page(page);
8247         size = i_size_read(inode);
8248
8249         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8250             (page_start >= size)) {
8251                 /* page got truncated out from underneath us */
8252                 goto out_unlock;
8253         }
8254         wait_on_page_writeback(page);
8255
8256         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8257         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8258         if (ret2 < 0) {
8259                 ret = vmf_error(ret2);
8260                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8261                 goto out_unlock;
8262         }
8263
8264         /*
8265          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8266          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8267          */
8268         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8269                         PAGE_SIZE);
8270         if (ordered) {
8271                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8272                 unlock_page(page);
8273                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8274                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8275                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8276                 goto again;
8277         }
8278
8279         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8280                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8281                                           fs_info->sectorsize);
8282                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8283                         end = page_start + reserved_space - 1;
8284                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8285                                         data_reserved, page_start,
8286                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8287                 }
8288         }
8289
8290         /*
8291          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8292          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8293          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8294          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8295          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8296          */
8297         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8298                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8299                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8300
8301         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8302                                         &cached_state);
8303         if (ret2) {
8304                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8305                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8306                 goto out_unlock;
8307         }
8308
8309         /* page is wholly or partially inside EOF */
8310         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8311                 zero_start = offset_in_page(size);
8312         else
8313                 zero_start = PAGE_SIZE;
8314
8315         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8316                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8317
8318         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, page_start, PAGE_SIZE);
8319         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, folio, page_start, end + 1 - page_start);
8320         btrfs_folio_set_uptodate(fs_info, folio, page_start, end + 1 - page_start);
8321
8322         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8323
8324         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8325         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8326
8327         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8328         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8329         extent_changeset_free(data_reserved);
8330         return VM_FAULT_LOCKED;
8331
8332 out_unlock:
8333         unlock_page(page);
8334         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8335 out:
8336         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8337         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8338                                      reserved_space, (ret != 0));
8339 out_noreserve:
8340         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8341         extent_changeset_free(data_reserved);
8342         return ret;
8343 }
8344
8345 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8346 {
8347         struct btrfs_truncate_control control = {
8348                 .inode = inode,
8349                 .ino = btrfs_ino(inode),
8350                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8351                 .clear_extent_range = true,
8352         };
8353         struct btrfs_root *root = inode->root;
8354         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8355         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8356         int ret;
8357         struct btrfs_trans_handle *trans;
8358         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8359         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8360
8361         if (!skip_writeback) {
8362                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8363                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8364                                                (u64)-1);
8365                 if (ret)
8366                         return ret;
8367         }
8368
8369         /*
8370          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8371          * things going on here:
8372          *
8373          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8374          *
8375          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8376          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8377          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8378          * very much snapshotting).
8379          *
8380          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8381          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8382          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8383          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8384          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8385          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8386          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8387          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8388          * done separately as well.
8389          *
8390          * So that leaves us with
8391          *
8392          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8393          * transaction reservation.
8394          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8395          * updating the inode.
8396          */
8397         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8398         if (!rsv)
8399                 return -ENOMEM;
8400         rsv->size = min_size;
8401         rsv->failfast = true;
8402
8403         /*
8404          * 1 for the truncate slack space
8405          * 1 for updating the inode.
8406          */
8407         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8408         if (IS_ERR(trans)) {
8409                 ret = PTR_ERR(trans);
8410                 goto out;
8411         }
8412
8413         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8414         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8415                                       min_size, false);
8416         /*
8417          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8418          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8419          * it's not critical we just fail truncation.
8420          */
8421         if (WARN_ON(ret)) {
8422                 btrfs_end_transaction(trans);
8423                 goto out;
8424         }
8425
8426         trans->block_rsv = rsv;
8427
8428         while (1) {
8429                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8430                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8431                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8432
8433                 control.new_size = new_size;
8434                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8435                 /*
8436                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8437                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8438                  * block of the extent just the way it is.
8439                  */
8440                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8441                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8442                                             (u64)-1, false);
8443
8444                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8445
8446                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8447                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8448
8449                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8450
8451                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8452                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8453                         break;
8454
8455                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
8456                 if (ret)
8457                         break;
8458
8459                 btrfs_end_transaction(trans);
8460                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8461
8462                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8463                 if (IS_ERR(trans)) {
8464                         ret = PTR_ERR(trans);
8465                         trans = NULL;
8466                         break;
8467                 }
8468
8469                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8470                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8471                                               rsv, min_size, false);
8472                 /*
8473                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8474                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8475                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8476                  */
8477                 if (WARN_ON(ret))
8478                         break;
8479
8480                 trans->block_rsv = rsv;
8481         }
8482
8483         /*
8484          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8485          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8486          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8487          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8488          */
8489         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8490                 btrfs_end_transaction(trans);
8491                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8492
8493                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8494                 if (ret)
8495                         goto out;
8496                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8497                 if (IS_ERR(trans)) {
8498                         ret = PTR_ERR(trans);
8499                         goto out;
8500                 }
8501                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8502         }
8503
8504         if (trans) {
8505                 int ret2;
8506
8507                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8508                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, inode);
8509                 if (ret2 && !ret)
8510                         ret = ret2;
8511
8512                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8513                 if (ret2 && !ret)
8514                         ret = ret2;
8515                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8516         }
8517 out:
8518         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8519         /*
8520          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8521          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8522          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8523          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8524          * safe.
8525          *
8526          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8527          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8528          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8529          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8530          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8531          * extents beyond i_size to drop.
8532          */
8533         if (control.extents_found > 0)
8534                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8535
8536         return ret;
8537 }
8538
8539 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8540                                      struct inode *dir)
8541 {
8542         struct inode *inode;
8543
8544         inode = new_inode(dir->i_sb);
8545         if (inode) {
8546                 /*
8547                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8548                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8549                  */
8550                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8551                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8552                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8553                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8554         }
8555         return inode;
8556 }
8557
8558 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8559 {
8560         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8561         struct btrfs_inode *ei;
8562         struct inode *inode;
8563         struct extent_io_tree *file_extent_tree = NULL;
8564
8565         /* Self tests may pass a NULL fs_info. */
8566         if (fs_info && !btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES)) {
8567                 file_extent_tree = kmalloc(sizeof(struct extent_io_tree), GFP_KERNEL);
8568                 if (!file_extent_tree)
8569                         return NULL;
8570         }
8571
8572         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8573         if (!ei) {
8574                 kfree(file_extent_tree);
8575                 return NULL;
8576         }
8577
8578         ei->root = NULL;
8579         ei->generation = 0;
8580         ei->last_trans = 0;
8581         ei->last_sub_trans = 0;
8582         ei->logged_trans = 0;
8583         ei->delalloc_bytes = 0;
8584         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8585         ei->defrag_bytes = 0;
8586         ei->disk_i_size = 0;
8587         ei->flags = 0;
8588         ei->ro_flags = 0;
8589         ei->csum_bytes = 0;
8590         ei->index_cnt = (u64)-1;
8591         ei->dir_index = 0;
8592         ei->last_unlink_trans = 0;
8593         ei->last_reflink_trans = 0;
8594         ei->last_log_commit = 0;
8595
8596         spin_lock_init(&ei->lock);
8597         ei->outstanding_extents = 0;
8598         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8599                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8600                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8601         ei->runtime_flags = 0;
8602         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8603         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8604
8605         ei->delayed_node = NULL;
8606
8607         ei->i_otime_sec = 0;
8608         ei->i_otime_nsec = 0;
8609
8610         inode = &ei->vfs_inode;
8611         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8612
8613         /* This io tree sets the valid inode. */
8614         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8615         ei->io_tree.inode = ei;
8616
8617         ei->file_extent_tree = file_extent_tree;
8618         if (file_extent_tree) {
8619                 extent_io_tree_init(fs_info, ei->file_extent_tree,
8620                                     IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8621                 /* Lockdep class is set only for the file extent tree. */
8622                 lockdep_set_class(&ei->file_extent_tree->lock, &file_extent_tree_class);
8623         }
8624         mutex_init(&ei->log_mutex);
8625         spin_lock_init(&ei->ordered_tree_lock);
8626         ei->ordered_tree = RB_ROOT;
8627         ei->ordered_tree_last = NULL;
8628         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8629         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8630         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8631         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8632
8633         return inode;
8634 }
8635
8636 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8637 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8638 {
8639         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8640         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
8641         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8642 }
8643 #endif
8644
8645 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8646 {
8647         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
8648         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8649 }
8650
8651 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8652 {
8653         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8654         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8655         struct btrfs_root *root = inode->root;
8656         bool freespace_inode;
8657
8658         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8659         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8660         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8661         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8662         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8663         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8664                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8665                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8666         }
8667         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8668         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8669
8670         /*
8671          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8672          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8673          * created.
8674          */
8675         if (!root)
8676                 return;
8677
8678         /*
8679          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8680          * map.
8681          */
8682         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8683
8684         while (1) {
8685                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8686                 if (!ordered)
8687                         break;
8688                 else {
8689                         btrfs_err(root->fs_info,
8690                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8691                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8692
8693                         if (!freespace_inode)
8694                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8695
8696                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8697                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8698                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8699                 }
8700         }
8701         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8702         inode_tree_del(inode);
8703         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8704         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8705         btrfs_put_root(inode->root);
8706 }
8707
8708 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8709 {
8710         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8711
8712         if (root == NULL)
8713                 return 1;
8714
8715         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8716         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8717                 return 1;
8718         else
8719                 return generic_drop_inode(inode);
8720 }
8721
8722 static void init_once(void *foo)
8723 {
8724         struct btrfs_inode *ei = foo;
8725
8726         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8727 }
8728
8729 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8730 {
8731         /*
8732          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8733          * destroy cache.
8734          */
8735         rcu_barrier();
8736         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8737         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8738 }
8739
8740 int __init btrfs_init_cachep(void)
8741 {
8742         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8743                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8744                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_ACCOUNT,
8745                         init_once);
8746         if (!btrfs_inode_cachep)
8747                 goto fail;
8748
8749         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8750                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8751                         BIOSET_NEED_BVECS))
8752                 goto fail;
8753
8754         return 0;
8755 fail:
8756         btrfs_destroy_cachep();
8757         return -ENOMEM;
8758 }
8759
8760 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8761                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8762                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8763 {
8764         u64 delalloc_bytes;
8765         u64 inode_bytes;
8766         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8767         u32 blocksize = btrfs_sb(inode->i_sb)->sectorsize;
8768         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8769         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8770
8771         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8772         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime_sec;
8773         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec;
8774         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8775                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8776         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8777                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8778         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8779                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8780         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8781                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8782         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8783                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8784
8785         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8786                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8787                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8788                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8789
8790         generic_fillattr(idmap, request_mask, inode, stat);
8791         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8792
8793         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8794         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8795         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8796         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8797         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8798                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8799         return 0;
8800 }
8801
8802 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8803                               struct dentry *old_dentry,
8804                               struct inode *new_dir,
8805                               struct dentry *new_dentry)
8806 {
8807         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(old_dir);
8808         struct btrfs_trans_handle *trans;
8809         unsigned int trans_num_items;
8810         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8811         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8812         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8813         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8814         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8815         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8816         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8817         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8818         u64 old_idx = 0;
8819         u64 new_idx = 0;
8820         int ret;
8821         int ret2;
8822         bool need_abort = false;
8823         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8824         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8825
8826         /*
8827          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8828          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8829          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8830          */
8831         if (root != dest &&
8832             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8833              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8834                 return -EXDEV;
8835
8836         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8837         if (ret)
8838                 return ret;
8839
8840         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8841         if (ret) {
8842                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8843                 return ret;
8844         }
8845
8846         old_name = &old_fname.disk_name;
8847         new_name = &new_fname.disk_name;
8848
8849         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8850         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8851             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8852                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8853
8854         /*
8855          * For each inode:
8856          * 1 to remove old dir item
8857          * 1 to remove old dir index
8858          * 1 to add new dir item
8859          * 1 to add new dir index
8860          * 1 to update parent inode
8861          *
8862          * If the parents are the same, we only need to account for one
8863          */
8864         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8865         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8866                 /*
8867                  * 1 to remove old root ref
8868                  * 1 to remove old root backref
8869                  * 1 to add new root ref
8870                  * 1 to add new root backref
8871                  */
8872                 trans_num_items += 4;
8873         } else {
8874                 /*
8875                  * 1 to update inode item
8876                  * 1 to remove old inode ref
8877                  * 1 to add new inode ref
8878                  */
8879                 trans_num_items += 3;
8880         }
8881         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8882                 trans_num_items += 4;
8883         else
8884                 trans_num_items += 3;
8885         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8886         if (IS_ERR(trans)) {
8887                 ret = PTR_ERR(trans);
8888                 goto out_notrans;
8889         }
8890
8891         if (dest != root) {
8892                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8893                 if (ret)
8894                         goto out_fail;
8895         }
8896
8897         /*
8898          * We need to find a free sequence number both in the source and
8899          * in the destination directory for the exchange.
8900          */
8901         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8902         if (ret)
8903                 goto out_fail;
8904         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8905         if (ret)
8906                 goto out_fail;
8907
8908         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8909         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8910
8911         /* Reference for the source. */
8912         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8913                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8914                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8915         } else {
8916                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8917                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8918                                              old_idx);
8919                 if (ret)
8920                         goto out_fail;
8921                 need_abort = true;
8922         }
8923
8924         /* And now for the dest. */
8925         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8926                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8927                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8928         } else {
8929                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8930                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8931                                              new_idx);
8932                 if (ret) {
8933                         if (need_abort)
8934                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8935                         goto out_fail;
8936                 }
8937         }
8938
8939         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8940         inode_inc_iversion(old_dir);
8941         inode_inc_iversion(new_dir);
8942         inode_inc_iversion(old_inode);
8943         inode_inc_iversion(new_inode);
8944         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8945
8946         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8947                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8948                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8949                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8950                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8951         }
8952
8953         /* src is a subvolume */
8954         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8955                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8956         } else { /* src is an inode */
8957                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8958                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8959                                            old_name, &old_rename_ctx);
8960                 if (!ret)
8961                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
8962         }
8963         if (ret) {
8964                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8965                 goto out_fail;
8966         }
8967
8968         /* dest is a subvolume */
8969         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8970                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8971         } else { /* dest is an inode */
8972                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8973                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8974                                            new_name, &new_rename_ctx);
8975                 if (!ret)
8976                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(new_inode));
8977         }
8978         if (ret) {
8979                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8980                 goto out_fail;
8981         }
8982
8983         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8984                              new_name, 0, old_idx);
8985         if (ret) {
8986                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8987                 goto out_fail;
8988         }
8989
8990         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8991                              old_name, 0, new_idx);
8992         if (ret) {
8993                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8994                 goto out_fail;
8995         }
8996
8997         if (old_inode->i_nlink == 1)
8998                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8999         if (new_inode->i_nlink == 1)
9000                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9001
9002         /*
9003          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9004          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9005          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9006          * are part of this rename operation were logged before.
9007          */
9008         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9009                 btrfs_pin_log_trans(root);
9010         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9011                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9012
9013         /* Do the log updates for all inodes. */
9014         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9015                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9016                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9017         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9018                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9019                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9020
9021         /* Now unpin the logs. */
9022         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9023                 btrfs_end_log_trans(root);
9024         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9025                 btrfs_end_log_trans(dest);
9026 out_fail:
9027         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9028         ret = ret ? ret : ret2;
9029 out_notrans:
9030         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9031             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9032                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9033
9034         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9035         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9036         return ret;
9037 }
9038
9039 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
9040                                         struct inode *dir)
9041 {
9042         struct inode *inode;
9043
9044         inode = new_inode(dir->i_sb);
9045         if (inode) {
9046                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
9047                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9048                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9049                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9050         }
9051         return inode;
9052 }
9053
9054 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
9055                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9056                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9057                         unsigned int flags)
9058 {
9059         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(old_dir);
9060         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9061                 .dir = old_dir,
9062                 .dentry = old_dentry,
9063         };
9064         struct btrfs_trans_handle *trans;
9065         unsigned int trans_num_items;
9066         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9067         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9068         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9069         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9070         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9071         u64 index = 0;
9072         int ret;
9073         int ret2;
9074         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9075         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
9076
9077         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9078                 return -EPERM;
9079
9080         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9081         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9082                 return -EXDEV;
9083
9084         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9085             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9086                 return -ENOTEMPTY;
9087
9088         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9089             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9090                 return -ENOTEMPTY;
9091
9092         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
9093         if (ret)
9094                 return ret;
9095
9096         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
9097         if (ret) {
9098                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
9099                 return ret;
9100         }
9101
9102         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9103         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
9104         if (ret) {
9105                 if (ret == -EEXIST) {
9106                         /* we shouldn't get
9107                          * eexist without a new_inode */
9108                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9109                                 goto out_fscrypt_names;
9110                         }
9111                 } else {
9112                         /* maybe -EOVERFLOW */
9113                         goto out_fscrypt_names;
9114                 }
9115         }
9116         ret = 0;
9117
9118         /*
9119          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9120          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9121          */
9122         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9123                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9124
9125         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9126                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
9127                 if (!whiteout_args.inode) {
9128                         ret = -ENOMEM;
9129                         goto out_fscrypt_names;
9130                 }
9131                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9132                 if (ret)
9133                         goto out_whiteout_inode;
9134         } else {
9135                 /* 1 to update the old parent inode. */
9136                 trans_num_items = 1;
9137         }
9138
9139         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9140                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9141                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9142                 /*
9143                  * 1 to remove old root ref
9144                  * 1 to remove old root backref
9145                  * 1 to add new root ref
9146                  * 1 to add new root backref
9147                  */
9148                 trans_num_items += 4;
9149         } else {
9150                 /*
9151                  * 1 to update inode
9152                  * 1 to remove old inode ref
9153                  * 1 to add new inode ref
9154                  */
9155                 trans_num_items += 3;
9156         }
9157         /*
9158          * 1 to remove old dir item
9159          * 1 to remove old dir index
9160          * 1 to add new dir item
9161          * 1 to add new dir index
9162          */
9163         trans_num_items += 4;
9164         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9165         if (new_dir != old_dir)
9166                 trans_num_items++;
9167         if (new_inode) {
9168                 /*
9169                  * 1 to update inode
9170                  * 1 to remove inode ref
9171                  * 1 to remove dir item
9172                  * 1 to remove dir index
9173                  * 1 to possibly add orphan item
9174                  */
9175                 trans_num_items += 5;
9176         }
9177         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9178         if (IS_ERR(trans)) {
9179                 ret = PTR_ERR(trans);
9180                 goto out_notrans;
9181         }
9182
9183         if (dest != root) {
9184                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9185                 if (ret)
9186                         goto out_fail;
9187         }
9188
9189         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9190         if (ret)
9191                 goto out_fail;
9192
9193         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9194         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9195                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9196                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9197         } else {
9198                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9199                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9200                                              index);
9201                 if (ret)
9202                         goto out_fail;
9203         }
9204
9205         inode_inc_iversion(old_dir);
9206         inode_inc_iversion(new_dir);
9207         inode_inc_iversion(old_inode);
9208         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
9209
9210         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9211                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9212                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9213
9214         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9215                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9216         } else {
9217                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9218                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9219                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9220                 if (!ret)
9221                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
9222         }
9223         if (ret) {
9224                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9225                 goto out_fail;
9226         }
9227
9228         if (new_inode) {
9229                 inode_inc_iversion(new_inode);
9230                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9231                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9232                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9233                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9234                 } else {
9235                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9236                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9237                                                  &new_fname.disk_name);
9238                 }
9239                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9240                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9241                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9242                 if (ret) {
9243                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9244                         goto out_fail;
9245                 }
9246         }
9247
9248         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9249                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9250         if (ret) {
9251                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9252                 goto out_fail;
9253         }
9254
9255         if (old_inode->i_nlink == 1)
9256                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9257
9258         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9259                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9260                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9261
9262         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9263                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9264                 if (ret) {
9265                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9266                         goto out_fail;
9267                 } else {
9268                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9269                         iput(whiteout_args.inode);
9270                         whiteout_args.inode = NULL;
9271                 }
9272         }
9273 out_fail:
9274         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9275         ret = ret ? ret : ret2;
9276 out_notrans:
9277         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9278                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9279         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9280                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9281 out_whiteout_inode:
9282         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9283                 iput(whiteout_args.inode);
9284 out_fscrypt_names:
9285         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9286         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9287         return ret;
9288 }
9289
9290 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9291                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9292                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9293 {
9294         int ret;
9295
9296         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9297                 return -EINVAL;
9298
9299         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9300                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9301                                             new_dentry);
9302         else
9303                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9304                                    new_dentry, flags);
9305
9306         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9307
9308         return ret;
9309 }
9310
9311 struct btrfs_delalloc_work {
9312         struct inode *inode;
9313         struct completion completion;
9314         struct list_head list;
9315         struct btrfs_work work;
9316 };
9317
9318 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9319 {
9320         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9321         struct inode *inode;
9322
9323         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9324                                      work);
9325         inode = delalloc_work->inode;
9326         filemap_flush(inode->i_mapping);
9327         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9328                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9329                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9330
9331         iput(inode);
9332         complete(&delalloc_work->completion);
9333 }
9334
9335 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9336 {
9337         struct btrfs_delalloc_work *work;
9338
9339         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9340         if (!work)
9341                 return NULL;
9342
9343         init_completion(&work->completion);
9344         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9345         work->inode = inode;
9346         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL);
9347
9348         return work;
9349 }
9350
9351 /*
9352  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9353  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9354  */
9355 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9356                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9357                                  bool in_reclaim_context)
9358 {
9359         struct btrfs_inode *binode;
9360         struct inode *inode;
9361         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9362         LIST_HEAD(works);
9363         LIST_HEAD(splice);
9364         int ret = 0;
9365         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9366
9367         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9368         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9369         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9370         while (!list_empty(&splice)) {
9371                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9372                                     delalloc_inodes);
9373
9374                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9375                                &root->delalloc_inodes);
9376
9377                 if (in_reclaim_context &&
9378                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9379                         continue;
9380
9381                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9382                 if (!inode) {
9383                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9384                         continue;
9385                 }
9386                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9387
9388                 if (snapshot)
9389                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9390                                 &binode->runtime_flags);
9391                 if (full_flush) {
9392                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9393                         if (!work) {
9394                                 iput(inode);
9395                                 ret = -ENOMEM;
9396                                 goto out;
9397                         }
9398                         list_add_tail(&work->list, &works);
9399                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9400                                          &work->work);
9401                 } else {
9402                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9403                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9404                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9405                                 goto out;
9406                 }
9407                 cond_resched();
9408                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9409         }
9410         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9411
9412 out:
9413         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9414                 list_del_init(&work->list);
9415                 wait_for_completion(&work->completion);
9416                 kfree(work);
9417         }
9418
9419         if (!list_empty(&splice)) {
9420                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9421                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9422                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9423         }
9424         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9425         return ret;
9426 }
9427
9428 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9429 {
9430         struct writeback_control wbc = {
9431                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9432                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9433                 .range_start = 0,
9434                 .range_end = LLONG_MAX,
9435         };
9436         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9437
9438         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9439                 return -EROFS;
9440
9441         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9442 }
9443
9444 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9445                                bool in_reclaim_context)
9446 {
9447         struct writeback_control wbc = {
9448                 .nr_to_write = nr,
9449                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9450                 .range_start = 0,
9451                 .range_end = LLONG_MAX,
9452         };
9453         struct btrfs_root *root;
9454         LIST_HEAD(splice);
9455         int ret;
9456
9457         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9458                 return -EROFS;
9459
9460         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9461         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9462         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9463         while (!list_empty(&splice)) {
9464                 /*
9465                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9466                  * flush.
9467                  */
9468                 if (nr == LONG_MAX)
9469                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9470
9471                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9472                                         delalloc_root);
9473                 root = btrfs_grab_root(root);
9474                 BUG_ON(!root);
9475                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9476                                &fs_info->delalloc_roots);
9477                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9478
9479                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9480                 btrfs_put_root(root);
9481                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9482                         goto out;
9483                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9484         }
9485         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9486
9487         ret = 0;
9488 out:
9489         if (!list_empty(&splice)) {
9490                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9491                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9492                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9493         }
9494         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9495         return ret;
9496 }
9497
9498 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9499                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9500 {
9501         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
9502         struct btrfs_trans_handle *trans;
9503         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9504         struct btrfs_path *path;
9505         struct btrfs_key key;
9506         struct inode *inode;
9507         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9508                 .dir = dir,
9509                 .dentry = dentry,
9510         };
9511         unsigned int trans_num_items;
9512         int err;
9513         int name_len;
9514         int datasize;
9515         unsigned long ptr;
9516         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9517         struct extent_buffer *leaf;
9518
9519         name_len = strlen(symname);
9520         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9521                 return -ENAMETOOLONG;
9522
9523         inode = new_inode(dir->i_sb);
9524         if (!inode)
9525                 return -ENOMEM;
9526         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9527         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9528         inode_nohighmem(inode);
9529         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9530         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9531         inode_set_bytes(inode, name_len);
9532
9533         new_inode_args.inode = inode;
9534         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9535         if (err)
9536                 goto out_inode;
9537         /* 1 additional item for the inline extent */
9538         trans_num_items++;
9539
9540         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9541         if (IS_ERR(trans)) {
9542                 err = PTR_ERR(trans);
9543                 goto out_new_inode_args;
9544         }
9545
9546         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9547         if (err)
9548                 goto out;
9549
9550         path = btrfs_alloc_path();
9551         if (!path) {
9552                 err = -ENOMEM;
9553                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9554                 discard_new_inode(inode);
9555                 inode = NULL;
9556                 goto out;
9557         }
9558         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9559         key.offset = 0;
9560         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9561         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9562         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9563                                       datasize);
9564         if (err) {
9565                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9566                 btrfs_free_path(path);
9567                 discard_new_inode(inode);
9568                 inode = NULL;
9569                 goto out;
9570         }
9571         leaf = path->nodes[0];
9572         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9573                             struct btrfs_file_extent_item);
9574         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9575         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9576                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9577         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9578         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9579         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9580         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9581
9582         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9583         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9584         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
9585         btrfs_free_path(path);
9586
9587         d_instantiate_new(dentry, inode);
9588         err = 0;
9589 out:
9590         btrfs_end_transaction(trans);
9591         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9592 out_new_inode_args:
9593         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9594 out_inode:
9595         if (err)
9596                 iput(inode);
9597         return err;
9598 }
9599
9600 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9601                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9602                                        struct btrfs_inode *inode,
9603                                        struct btrfs_key *ins,
9604                                        u64 file_offset)
9605 {
9606         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9607         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9608         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9609         struct btrfs_path *path;
9610         u64 start = ins->objectid;
9611         u64 len = ins->offset;
9612         u64 qgroup_released = 0;
9613         int ret;
9614
9615         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9616
9617         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9618         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9619         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9620         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9621         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9622         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9623         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9624
9625         ret = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len, &qgroup_released);
9626         if (ret < 0)
9627                 return ERR_PTR(ret);
9628
9629         if (trans) {
9630                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9631                                                   file_offset, &stack_fi,
9632                                                   true, qgroup_released);
9633                 if (ret)
9634                         goto free_qgroup;
9635                 return trans;
9636         }
9637
9638         extent_info.disk_offset = start;
9639         extent_info.disk_len = len;
9640         extent_info.data_offset = 0;
9641         extent_info.data_len = len;
9642         extent_info.file_offset = file_offset;
9643         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9644         extent_info.is_new_extent = true;
9645         extent_info.update_times = true;
9646         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9647         extent_info.insertions = 0;
9648
9649         path = btrfs_alloc_path();
9650         if (!path) {
9651                 ret = -ENOMEM;
9652                 goto free_qgroup;
9653         }
9654
9655         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9656                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9657                                      &trans);
9658         btrfs_free_path(path);
9659         if (ret)
9660                 goto free_qgroup;
9661         return trans;
9662
9663 free_qgroup:
9664         /*
9665          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9666          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9667          * transaction.
9668          * But if we error out early, we have to free what we have released
9669          * or we leak qgroup data reservation.
9670          */
9671         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9672                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9673                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9674         return ERR_PTR(ret);
9675 }
9676
9677 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9678                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9679                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9680                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9681 {
9682         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
9683         struct extent_map *em;
9684         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9685         struct btrfs_key ins;
9686         u64 cur_offset = start;
9687         u64 clear_offset = start;
9688         u64 i_size;
9689         u64 cur_bytes;
9690         u64 last_alloc = (u64)-1;
9691         int ret = 0;
9692         bool own_trans = true;
9693         u64 end = start + num_bytes - 1;
9694
9695         if (trans)
9696                 own_trans = false;
9697         while (num_bytes > 0) {
9698                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9699                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9700                 /*
9701                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9702                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9703                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9704                  * sized chunks.
9705                  */
9706                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9707                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9708                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9709                 if (ret)
9710                         break;
9711
9712                 /*
9713                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9714                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9715                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9716                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9717                  * clear_offset by our extent size.
9718                  */
9719                 clear_offset += ins.offset;
9720
9721                 last_alloc = ins.offset;
9722                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9723                                                     &ins, cur_offset);
9724                 /*
9725                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9726                  * decrement the number of reservations in the block group.
9727                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9728                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9729                  */
9730                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9731                 if (IS_ERR(trans)) {
9732                         ret = PTR_ERR(trans);
9733                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9734                                                    ins.offset, 0);
9735                         break;
9736                 }
9737
9738                 em = alloc_extent_map();
9739                 if (!em) {
9740                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9741                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9742                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9743                         goto next;
9744                 }
9745
9746                 em->start = cur_offset;
9747                 em->orig_start = cur_offset;
9748                 em->len = ins.offset;
9749                 em->block_start = ins.objectid;
9750                 em->block_len = ins.offset;
9751                 em->orig_block_len = ins.offset;
9752                 em->ram_bytes = ins.offset;
9753                 em->flags |= EXTENT_FLAG_PREALLOC;
9754                 em->generation = trans->transid;
9755
9756                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9757                 free_extent_map(em);
9758 next:
9759                 num_bytes -= ins.offset;
9760                 cur_offset += ins.offset;
9761                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9762
9763                 inode_inc_iversion(inode);
9764                 inode_set_ctime_current(inode);
9765                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9766                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9767                     (actual_len > inode->i_size) &&
9768                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9769                         if (cur_offset > actual_len)
9770                                 i_size = actual_len;
9771                         else
9772                                 i_size = cur_offset;
9773                         i_size_write(inode, i_size);
9774                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9775                 }
9776
9777                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
9778
9779                 if (ret) {
9780                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9781                         if (own_trans)
9782                                 btrfs_end_transaction(trans);
9783                         break;
9784                 }
9785
9786                 if (own_trans) {
9787                         btrfs_end_transaction(trans);
9788                         trans = NULL;
9789                 }
9790         }
9791         if (clear_offset < end)
9792                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9793                         end - clear_offset + 1);
9794         return ret;
9795 }
9796
9797 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9798                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9799                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9800 {
9801         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9802                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9803                                            NULL);
9804 }
9805
9806 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9807                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9808                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9809                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9810 {
9811         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9812                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9813 }
9814
9815 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9816                             struct inode *inode, int mask)
9817 {
9818         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9819         umode_t mode = inode->i_mode;
9820
9821         if (mask & MAY_WRITE &&
9822             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9823                 if (btrfs_root_readonly(root))
9824                         return -EROFS;
9825                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9826                         return -EACCES;
9827         }
9828         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9829 }
9830
9831 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9832                          struct file *file, umode_t mode)
9833 {
9834         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
9835         struct btrfs_trans_handle *trans;
9836         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9837         struct inode *inode;
9838         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9839                 .dir = dir,
9840                 .dentry = file->f_path.dentry,
9841                 .orphan = true,
9842         };
9843         unsigned int trans_num_items;
9844         int ret;
9845
9846         inode = new_inode(dir->i_sb);
9847         if (!inode)
9848                 return -ENOMEM;
9849         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9850         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9851         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9852         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9853
9854         new_inode_args.inode = inode;
9855         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9856         if (ret)
9857                 goto out_inode;
9858
9859         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9860         if (IS_ERR(trans)) {
9861                 ret = PTR_ERR(trans);
9862                 goto out_new_inode_args;
9863         }
9864
9865         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9866
9867         /*
9868          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9869          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9870          * 0, through:
9871          *
9872          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9873          */
9874         set_nlink(inode, 1);
9875
9876         if (!ret) {
9877                 d_tmpfile(file, inode);
9878                 unlock_new_inode(inode);
9879                 mark_inode_dirty(inode);
9880         }
9881
9882         btrfs_end_transaction(trans);
9883         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9884 out_new_inode_args:
9885         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9886 out_inode:
9887         if (ret)
9888                 iput(inode);
9889         return finish_open_simple(file, ret);
9890 }
9891
9892 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9893 {
9894         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9895         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9896         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9897         struct page *page;
9898         u32 len;
9899
9900         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9901         len = end + 1 - start;
9902         while (index <= end_index) {
9903                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9904                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9905
9906                 /* This is for data, which doesn't yet support larger folio. */
9907                 ASSERT(folio_order(page_folio(page)) == 0);
9908                 btrfs_folio_set_writeback(fs_info, page_folio(page), start, len);
9909                 put_page(page);
9910                 index++;
9911         }
9912 }
9913
9914 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9915                                              int compress_type)
9916 {
9917         switch (compress_type) {
9918         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9919                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9920         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9921                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9922         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9923                 /*
9924                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9925                  * sector size that we support.
9926                  */
9927                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9928                         return -EINVAL;
9929                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9930                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9931         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9932                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9933         default:
9934                 return -EUCLEAN;
9935         }
9936 }
9937
9938 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9939                                 struct kiocb *iocb,
9940                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9941                                 u64 lockend,
9942                                 struct extent_state **cached_state,
9943                                 u64 extent_start, size_t count,
9944                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9945                                 bool *unlocked)
9946 {
9947         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9948         struct btrfs_root *root = inode->root;
9949         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9950         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9951         struct btrfs_path *path;
9952         struct extent_buffer *leaf;
9953         struct btrfs_file_extent_item *item;
9954         u64 ram_bytes;
9955         unsigned long ptr;
9956         void *tmp;
9957         ssize_t ret;
9958
9959         path = btrfs_alloc_path();
9960         if (!path) {
9961                 ret = -ENOMEM;
9962                 goto out;
9963         }
9964         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9965                                        extent_start, 0);
9966         if (ret) {
9967                 if (ret > 0) {
9968                         /* The extent item disappeared? */
9969                         ret = -EIO;
9970                 }
9971                 goto out;
9972         }
9973         leaf = path->nodes[0];
9974         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9975
9976         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9977         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9978
9979         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9980                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9981         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9982                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9983         if (ret < 0)
9984                 goto out;
9985         encoded->compression = ret;
9986         if (encoded->compression) {
9987                 size_t inline_size;
9988
9989                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9990                                                                 path->slots[0]);
9991                 if (inline_size > count) {
9992                         ret = -ENOBUFS;
9993                         goto out;
9994                 }
9995                 count = inline_size;
9996                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9997                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9998         } else {
9999                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10000                 encoded->len = count;
10001                 encoded->unencoded_len = count;
10002                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10003         }
10004
10005         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10006         if (!tmp) {
10007                 ret = -ENOMEM;
10008                 goto out;
10009         }
10010         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10011         btrfs_release_path(path);
10012         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10013         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10014         *unlocked = true;
10015
10016         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10017         if (ret != count)
10018                 ret = -EFAULT;
10019         kfree(tmp);
10020 out:
10021         btrfs_free_path(path);
10022         return ret;
10023 }
10024
10025 struct btrfs_encoded_read_private {
10026         wait_queue_head_t wait;
10027         atomic_t pending;
10028         blk_status_t status;
10029 };
10030
10031 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
10032 {
10033         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
10034
10035         if (bbio->bio.bi_status) {
10036                 /*
10037                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10038                  * pairs with the memory barrier implied by the
10039                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10040                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10041                  * write is observed before the load of status in
10042                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10043                  */
10044                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
10045         }
10046         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10047                 wake_up(&priv->wait);
10048         bio_put(&bbio->bio);
10049 }
10050
10051 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10052                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
10053                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
10054 {
10055         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10056         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10057                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10058         };
10059         unsigned long i = 0;
10060         struct btrfs_bio *bbio;
10061
10062         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10063
10064         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
10065                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
10066         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
10067         bbio->inode = inode;
10068
10069         do {
10070                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
10071
10072                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10073                         atomic_inc(&priv.pending);
10074                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
10075
10076                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
10077                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
10078                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
10079                         bbio->inode = inode;
10080                         continue;
10081                 }
10082
10083                 i++;
10084                 disk_bytenr += bytes;
10085                 disk_io_size -= bytes;
10086         } while (disk_io_size);
10087
10088         atomic_inc(&priv.pending);
10089         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
10090
10091         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10092                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10093         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10094         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10095 }
10096
10097 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10098                                           struct iov_iter *iter,
10099                                           u64 start, u64 lockend,
10100                                           struct extent_state **cached_state,
10101                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10102                                           size_t count, bool compressed,
10103                                           bool *unlocked)
10104 {
10105         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10106         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10107         struct page **pages;
10108         unsigned long nr_pages, i;
10109         u64 cur;
10110         size_t page_offset;
10111         ssize_t ret;
10112
10113         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10114         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10115         if (!pages)
10116                 return -ENOMEM;
10117         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages, 0);
10118         if (ret) {
10119                 ret = -ENOMEM;
10120                 goto out;
10121                 }
10122
10123         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10124                                                     disk_io_size, pages);
10125         if (ret)
10126                 goto out;
10127
10128         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10129         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10130         *unlocked = true;
10131
10132         if (compressed) {
10133                 i = 0;
10134                 page_offset = 0;
10135         } else {
10136                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10137                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10138         }
10139         cur = 0;
10140         while (cur < count) {
10141                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10142                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10143
10144                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10145                                       iter) != bytes) {
10146                         ret = -EFAULT;
10147                         goto out;
10148                 }
10149                 i++;
10150                 cur += bytes;
10151                 page_offset = 0;
10152         }
10153         ret = count;
10154 out:
10155         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10156                 if (pages[i])
10157                         __free_page(pages[i]);
10158         }
10159         kfree(pages);
10160         return ret;
10161 }
10162
10163 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10164                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10165 {
10166         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10167         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10168         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10169         ssize_t ret;
10170         size_t count = iov_iter_count(iter);
10171         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10172         struct extent_state *cached_state = NULL;
10173         struct extent_map *em;
10174         bool unlocked = false;
10175
10176         file_accessed(iocb->ki_filp);
10177
10178         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10179
10180         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10181                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10182                 return 0;
10183         }
10184         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10185         /*
10186          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10187          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10188          */
10189         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10190
10191         for (;;) {
10192                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10193
10194                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10195                                                lockend - start + 1);
10196                 if (ret)
10197                         goto out_unlock_inode;
10198                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10199                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10200                                                      lockend - start + 1);
10201                 if (!ordered)
10202                         break;
10203                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10204                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10205                 cond_resched();
10206         }
10207
10208         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, start, lockend - start + 1);
10209         if (IS_ERR(em)) {
10210                 ret = PTR_ERR(em);
10211                 goto out_unlock_extent;
10212         }
10213
10214         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10215                 u64 extent_start = em->start;
10216
10217                 /*
10218                  * For inline extents we get everything we need out of the
10219                  * extent item.
10220                  */
10221                 free_extent_map(em);
10222                 em = NULL;
10223                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10224                                                 &cached_state, extent_start,
10225                                                 count, encoded, &unlocked);
10226                 goto out;
10227         }
10228
10229         /*
10230          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10231          * that.
10232          */
10233         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10234                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10235         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10236             (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
10237                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10238                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10239                 encoded->len = count;
10240                 encoded->unencoded_len = count;
10241         } else if (extent_map_is_compressed(em)) {
10242                 disk_bytenr = em->block_start;
10243                 /*
10244                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10245                  * compressed extent.
10246                  */
10247                 if (em->block_len > count) {
10248                         ret = -ENOBUFS;
10249                         goto out_em;
10250                 }
10251                 disk_io_size = em->block_len;
10252                 count = em->block_len;
10253                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10254                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10255                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10256                                                                extent_map_compression(em));
10257                 if (ret < 0)
10258                         goto out_em;
10259                 encoded->compression = ret;
10260         } else {
10261                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10262                 if (encoded->len > count)
10263                         encoded->len = count;
10264                 /*
10265                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10266                  * allocations that we'll do.
10267                  */
10268                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10269                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10270                 encoded->len = count;
10271                 encoded->unencoded_len = count;
10272                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10273         }
10274         free_extent_map(em);
10275         em = NULL;
10276
10277         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10278                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10279                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10280                 unlocked = true;
10281                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10282                 if (ret != count)
10283                         ret = -EFAULT;
10284         } else {
10285                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10286                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10287                                                  disk_io_size, count,
10288                                                  encoded->compression,
10289                                                  &unlocked);
10290         }
10291
10292 out:
10293         if (ret >= 0)
10294                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10295 out_em:
10296         free_extent_map(em);
10297 out_unlock_extent:
10298         if (!unlocked)
10299                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10300 out_unlock_inode:
10301         if (!unlocked)
10302                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10303         return ret;
10304 }
10305
10306 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10307                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10308 {
10309         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10310         struct btrfs_root *root = inode->root;
10311         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10312         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10313         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10314         struct extent_state *cached_state = NULL;
10315         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10316         int compression;
10317         size_t orig_count;
10318         u64 start, end;
10319         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10320         unsigned long nr_pages, i;
10321         struct page **pages;
10322         struct btrfs_key ins;
10323         bool extent_reserved = false;
10324         struct extent_map *em;
10325         ssize_t ret;
10326
10327         switch (encoded->compression) {
10328         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10329                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10330                 break;
10331         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10332                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10333                 break;
10334         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10335         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10336         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10337         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10338         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10339                 /* The sector size must match for LZO. */
10340                 if (encoded->compression -
10341                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10342                     fs_info->sectorsize_bits)
10343                         return -EINVAL;
10344                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10345                 break;
10346         default:
10347                 return -EINVAL;
10348         }
10349         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10350                 return -EINVAL;
10351
10352         /*
10353          * Compressed extents should always have checksums, so error out if we
10354          * have a NOCOW file or inode was created while mounted with NODATASUM.
10355          */
10356         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
10357                 return -EINVAL;
10358
10359         orig_count = iov_iter_count(from);
10360
10361         /* The extent size must be sane. */
10362         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10363             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10364                 return -EINVAL;
10365
10366         /*
10367          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10368          *
10369          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10370          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10371          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10372          * extents.
10373          *
10374          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10375          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10376          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10377          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10378          */
10379         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10380                 return -EINVAL;
10381
10382         /* The extent must start on a sector boundary. */
10383         start = iocb->ki_pos;
10384         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10385                 return -EINVAL;
10386
10387         /*
10388          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10389          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10390          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10391          */
10392         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10393             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10394                 return -EINVAL;
10395
10396         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10397         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10398                 return -EINVAL;
10399
10400         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10401         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10402         end = start + num_bytes - 1;
10403
10404         /*
10405          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10406          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10407          * isn't.
10408          */
10409         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10410         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10411         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10412         if (!pages)
10413                 return -ENOMEM;
10414         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10415                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10416                 char *kaddr;
10417
10418                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10419                 if (!pages[i]) {
10420                         ret = -ENOMEM;
10421                         goto out_pages;
10422                 }
10423                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10424                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10425                         kunmap_local(kaddr);
10426                         ret = -EFAULT;
10427                         goto out_pages;
10428                 }
10429                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10430                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10431                 kunmap_local(kaddr);
10432         }
10433
10434         for (;;) {
10435                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10436
10437                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10438                 if (ret)
10439                         goto out_pages;
10440                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10441                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10442                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10443                 if (ret)
10444                         goto out_pages;
10445                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10446                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10447                 if (!ordered &&
10448                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10449                         break;
10450                 if (ordered)
10451                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10452                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10453                 cond_resched();
10454         }
10455
10456         /*
10457          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10458          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10459          */
10460         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10461         if (ret)
10462                 goto out_unlock;
10463         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10464         if (ret)
10465                 goto out_free_data_space;
10466         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10467                                               false);
10468         if (ret)
10469                 goto out_qgroup_free_data;
10470
10471         /* Try an inline extent first. */
10472         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10473             encoded->unencoded_offset == 0) {
10474                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10475                                             compression, pages, true);
10476                 if (ret <= 0) {
10477                         if (ret == 0)
10478                                 ret = orig_count;
10479                         goto out_delalloc_release;
10480                 }
10481         }
10482
10483         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10484                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10485         if (ret)
10486                 goto out_delalloc_release;
10487         extent_reserved = true;
10488
10489         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10490                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10491                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10492                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10493         if (IS_ERR(em)) {
10494                 ret = PTR_ERR(em);
10495                 goto out_free_reserved;
10496         }
10497         free_extent_map(em);
10498
10499         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10500                                        ins.objectid, ins.offset,
10501                                        encoded->unencoded_offset,
10502                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10503                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10504                                        compression);
10505         if (IS_ERR(ordered)) {
10506                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10507                 ret = PTR_ERR(ordered);
10508                 goto out_free_reserved;
10509         }
10510         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10511
10512         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10513                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10514
10515         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10516
10517         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10518
10519         btrfs_submit_compressed_write(ordered, pages, nr_pages, 0, false);
10520         ret = orig_count;
10521         goto out;
10522
10523 out_free_reserved:
10524         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10525         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10526 out_delalloc_release:
10527         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10528         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10529 out_qgroup_free_data:
10530         if (ret < 0)
10531                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes, NULL);
10532 out_free_data_space:
10533         /*
10534          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10535          * bytes_may_use.
10536          */
10537         if (!extent_reserved)
10538                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10539 out_unlock:
10540         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10541 out_pages:
10542         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10543                 if (pages[i])
10544                         __free_page(pages[i]);
10545         }
10546         kvfree(pages);
10547 out:
10548         if (ret >= 0)
10549                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10550         return ret;
10551 }
10552
10553 #ifdef CONFIG_SWAP
10554 /*
10555  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10556  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10557  * negative errno on failure.
10558  */
10559 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10560                                   bool is_block_group)
10561 {
10562         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10563         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10564         struct rb_node **p;
10565         struct rb_node *parent = NULL;
10566
10567         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10568         if (!sp)
10569                 return -ENOMEM;
10570         sp->ptr = ptr;
10571         sp->inode = inode;
10572         sp->is_block_group = is_block_group;
10573         sp->bg_extent_count = 1;
10574
10575         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10576         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10577         while (*p) {
10578                 parent = *p;
10579                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10580                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10581                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10582                         p = &(*p)->rb_left;
10583                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10584                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10585                         p = &(*p)->rb_right;
10586                 } else {
10587                         if (is_block_group)
10588                                 entry->bg_extent_count++;
10589                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10590                         kfree(sp);
10591                         return 1;
10592                 }
10593         }
10594         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10595         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10596         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10597         return 0;
10598 }
10599
10600 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10601 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10602 {
10603         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10604         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10605         struct rb_node *node, *next;
10606
10607         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10608         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10609         while (node) {
10610                 next = rb_next(node);
10611                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10612                 if (sp->inode == inode) {
10613                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10614                         if (sp->is_block_group) {
10615                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10616                                                            sp->bg_extent_count);
10617                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10618                         }
10619                         kfree(sp);
10620                 }
10621                 node = next;
10622         }
10623         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10624 }
10625
10626 struct btrfs_swap_info {
10627         u64 start;
10628         u64 block_start;
10629         u64 block_len;
10630         u64 lowest_ppage;
10631         u64 highest_ppage;
10632         unsigned long nr_pages;
10633         int nr_extents;
10634 };
10635
10636 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10637                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10638 {
10639         unsigned long nr_pages;
10640         unsigned long max_pages;
10641         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10642         int ret;
10643
10644         /*
10645          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10646          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10647          * the max size set in the swap header.
10648          */
10649         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10650                 return 0;
10651
10652         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10653         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10654         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10655
10656         if (first_ppage >= next_ppage)
10657                 return 0;
10658         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10659         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10660
10661         first_ppage_reported = first_ppage;
10662         if (bsi->start == 0)
10663                 first_ppage_reported++;
10664         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10665                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10666         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10667                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10668
10669         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10670         if (ret < 0)
10671                 return ret;
10672         bsi->nr_extents += ret;
10673         bsi->nr_pages += nr_pages;
10674         return 0;
10675 }
10676
10677 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10678 {
10679         struct inode *inode = file_inode(file);
10680
10681         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10682         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10683 }
10684
10685 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10686                                sector_t *span)
10687 {
10688         struct inode *inode = file_inode(file);
10689         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10690         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10691         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10692         struct extent_state *cached_state = NULL;
10693         struct extent_map *em = NULL;
10694         struct btrfs_chunk_map *map = NULL;
10695         struct btrfs_device *device = NULL;
10696         struct btrfs_swap_info bsi = {
10697                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10698         };
10699         int ret = 0;
10700         u64 isize;
10701         u64 start;
10702
10703         /*
10704          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10705          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10706          * we don't really care.
10707          */
10708         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10709         if (ret)
10710                 return ret;
10711
10712         /*
10713          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10714          */
10715         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10716                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10717                 return -EINVAL;
10718         }
10719         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10720                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10721                 return -EINVAL;
10722         }
10723         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10724                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10725                 return -EINVAL;
10726         }
10727
10728         /*
10729          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10730          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10731          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10732          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10733          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10734          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10735          * really worth the trouble to allow it.
10736          */
10737         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10738                 btrfs_warn(fs_info,
10739            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10740                 return -EBUSY;
10741         }
10742
10743         /*
10744          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10745          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10746          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10747          * completes before the first write into the swap file after it is
10748          * activated, than that write would fallback to COW.
10749          */
10750         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10751                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10752                 btrfs_warn(fs_info,
10753            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10754                 return -EINVAL;
10755         }
10756         /*
10757          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10758          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10759          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10760          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10761          *
10762          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10763          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10764          * activating the swapfile.
10765          */
10766         spin_lock(&root->root_item_lock);
10767         if (btrfs_root_dead(root)) {
10768                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10769
10770                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10771                 btrfs_warn(fs_info,
10772                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10773                         root->root_key.objectid);
10774                 return -EPERM;
10775         }
10776         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10777         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10778
10779         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10780
10781         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10782         start = 0;
10783         while (start < isize) {
10784                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10785                 struct btrfs_block_group *bg;
10786                 u64 len = isize - start;
10787
10788                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, start, len);
10789                 if (IS_ERR(em)) {
10790                         ret = PTR_ERR(em);
10791                         goto out;
10792                 }
10793
10794                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10795                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10796                         ret = -EINVAL;
10797                         goto out;
10798                 }
10799                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10800                         /*
10801                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10802                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10803                          * big enough to store more than the swap header, but in
10804                          * case something changes in the future, let's catch it
10805                          * here rather than later.
10806                          */
10807                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10808                         ret = -EINVAL;
10809                         goto out;
10810                 }
10811                 if (extent_map_is_compressed(em)) {
10812                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10813                         ret = -EINVAL;
10814                         goto out;
10815                 }
10816
10817                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10818                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10819                 free_extent_map(em);
10820                 em = NULL;
10821
10822                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10823                 if (ret < 0) {
10824                         goto out;
10825                 } else if (ret) {
10826                         ret = 0;
10827                 } else {
10828                         btrfs_warn(fs_info,
10829                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10830                         ret = -EINVAL;
10831                         goto out;
10832                 }
10833
10834                 map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10835                 if (IS_ERR(map)) {
10836                         ret = PTR_ERR(map);
10837                         goto out;
10838                 }
10839
10840                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10841                         btrfs_warn(fs_info,
10842                                    "swapfile must have single data profile");
10843                         ret = -EINVAL;
10844                         goto out;
10845                 }
10846
10847                 if (device == NULL) {
10848                         device = map->stripes[0].dev;
10849                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10850                         if (ret == 1)
10851                                 ret = 0;
10852                         else if (ret)
10853                                 goto out;
10854                 } else if (device != map->stripes[0].dev) {
10855                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10856                         ret = -EINVAL;
10857                         goto out;
10858                 }
10859
10860                 physical_block_start = (map->stripes[0].physical +
10861                                         (logical_block_start - map->start));
10862                 len = min(len, map->chunk_len - (logical_block_start - map->start));
10863                 btrfs_free_chunk_map(map);
10864                 map = NULL;
10865
10866                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10867                 if (!bg) {
10868                         btrfs_warn(fs_info,
10869                            "could not find block group containing swapfile");
10870                         ret = -EINVAL;
10871                         goto out;
10872                 }
10873
10874                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10875                         btrfs_warn(fs_info,
10876                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10877                            bg->start,
10878                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10879                                        " (scrub running)" : "");
10880                         btrfs_put_block_group(bg);
10881                         ret = -EINVAL;
10882                         goto out;
10883                 }
10884
10885                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10886                 if (ret) {
10887                         btrfs_put_block_group(bg);
10888                         if (ret == 1)
10889                                 ret = 0;
10890                         else
10891                                 goto out;
10892                 }
10893
10894                 if (bsi.block_len &&
10895                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10896                         bsi.block_len += len;
10897                 } else {
10898                         if (bsi.block_len) {
10899                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10900                                 if (ret)
10901                                         goto out;
10902                         }
10903                         bsi.start = start;
10904                         bsi.block_start = physical_block_start;
10905                         bsi.block_len = len;
10906                 }
10907
10908                 start += len;
10909         }
10910
10911         if (bsi.block_len)
10912                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10913
10914 out:
10915         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10916                 free_extent_map(em);
10917         if (!IS_ERR_OR_NULL(map))
10918                 btrfs_free_chunk_map(map);
10919
10920         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10921
10922         if (ret)
10923                 btrfs_swap_deactivate(file);
10924
10925         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10926
10927         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10928
10929         if (ret)
10930                 return ret;
10931
10932         if (device)
10933                 sis->bdev = device->bdev;
10934         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10935         sis->max = bsi.nr_pages;
10936         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10937         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10938         return bsi.nr_extents;
10939 }
10940 #else
10941 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10942 {
10943 }
10944
10945 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10946                                sector_t *span)
10947 {
10948         return -EOPNOTSUPP;
10949 }
10950 #endif
10951
10952 /*
10953  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10954  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10955  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10956  * always get a correct value.
10957  */
10958 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10959                               const u64 add_bytes,
10960                               const u64 del_bytes)
10961 {
10962         if (add_bytes == del_bytes)
10963                 return;
10964
10965         spin_lock(&inode->lock);
10966         if (del_bytes > 0)
10967                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10968         if (add_bytes > 0)
10969                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10970         spin_unlock(&inode->lock);
10971 }
10972
10973 /*
10974  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10975  *
10976  * @inode:   The target inode.
10977  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10978  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10979  *           sector size aligned.
10980  *
10981  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10982  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10983  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10984  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10985  * the inode's io_tree.
10986  */
10987 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10988 {
10989         struct btrfs_root *root = inode->root;
10990         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10991
10992         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10993                 return;
10994
10995         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10996         if (ordered) {
10997                 btrfs_err(root->fs_info,
10998 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10999                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
11000                           ordered->file_offset,
11001                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11002                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11003         }
11004
11005         ASSERT(ordered == NULL);
11006 }
11007
11008 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11009         .getattr        = btrfs_getattr,
11010         .lookup         = btrfs_lookup,
11011         .create         = btrfs_create,
11012         .unlink         = btrfs_unlink,
11013         .link           = btrfs_link,
11014         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11015         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11016         .rename         = btrfs_rename2,
11017         .symlink        = btrfs_symlink,
11018         .setattr        = btrfs_setattr,
11019         .mknod          = btrfs_mknod,
11020         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11021         .permission     = btrfs_permission,
11022         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11023         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11024         .update_time    = btrfs_update_time,
11025         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11026         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11027         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11028 };
11029
11030 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11031         .llseek         = btrfs_dir_llseek,
11032         .read           = generic_read_dir,
11033         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11034         .open           = btrfs_opendir,
11035         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11036 #ifdef CONFIG_COMPAT
11037         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11038 #endif
11039         .release        = btrfs_release_file,
11040         .fsync          = btrfs_sync_file,
11041 };
11042
11043 /*
11044  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11045  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11046  * these extents won't change over the life of the file and they
11047  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11048  *
11049  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11050  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11051  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11052  *
11053  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11054  */
11055 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11056         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11057         .writepages     = btrfs_writepages,
11058         .readahead      = btrfs_readahead,
11059         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11060         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11061         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
11062         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11063         .error_remove_folio = generic_error_remove_folio,
11064         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11065         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11066 };
11067
11068 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11069         .getattr        = btrfs_getattr,
11070         .setattr        = btrfs_setattr,
11071         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11072         .permission     = btrfs_permission,
11073         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11074         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11075         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11076         .update_time    = btrfs_update_time,
11077         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11078         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11079 };
11080 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11081         .getattr        = btrfs_getattr,
11082         .setattr        = btrfs_setattr,
11083         .permission     = btrfs_permission,
11084         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11085         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
11086         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11087         .update_time    = btrfs_update_time,
11088 };
11089 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11090         .get_link       = page_get_link,
11091         .getattr        = btrfs_getattr,
11092         .setattr        = btrfs_setattr,
11093         .permission     = btrfs_permission,
11094         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11095         .update_time    = btrfs_update_time,
11096 };
11097
11098 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11099         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11100 };