Merge tag 'for-6.0-rc1-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave...
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / btrfs / extent_io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/bio.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/page-flags.h>
9 #include <linux/sched/mm.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/blkdev.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/writeback.h>
14 #include <linux/pagevec.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/fsverity.h>
17 #include "misc.h"
18 #include "extent_io.h"
19 #include "extent-io-tree.h"
20 #include "extent_map.h"
21 #include "ctree.h"
22 #include "btrfs_inode.h"
23 #include "volumes.h"
24 #include "check-integrity.h"
25 #include "locking.h"
26 #include "rcu-string.h"
27 #include "backref.h"
28 #include "disk-io.h"
29 #include "subpage.h"
30 #include "zoned.h"
31 #include "block-group.h"
32 #include "compression.h"
33
34 static struct kmem_cache *extent_state_cache;
35 static struct kmem_cache *extent_buffer_cache;
36 static struct bio_set btrfs_bioset;
37
38 static inline bool extent_state_in_tree(const struct extent_state *state)
39 {
40         return !RB_EMPTY_NODE(&state->rb_node);
41 }
42
43 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
44 static LIST_HEAD(states);
45 static DEFINE_SPINLOCK(leak_lock);
46
47 static inline void btrfs_leak_debug_add(spinlock_t *lock,
48                                         struct list_head *new,
49                                         struct list_head *head)
50 {
51         unsigned long flags;
52
53         spin_lock_irqsave(lock, flags);
54         list_add(new, head);
55         spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
56 }
57
58 static inline void btrfs_leak_debug_del(spinlock_t *lock,
59                                         struct list_head *entry)
60 {
61         unsigned long flags;
62
63         spin_lock_irqsave(lock, flags);
64         list_del(entry);
65         spin_unlock_irqrestore(lock, flags);
66 }
67
68 void btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(struct btrfs_fs_info *fs_info)
69 {
70         struct extent_buffer *eb;
71         unsigned long flags;
72
73         /*
74          * If we didn't get into open_ctree our allocated_ebs will not be
75          * initialized, so just skip this.
76          */
77         if (!fs_info->allocated_ebs.next)
78                 return;
79
80         WARN_ON(!list_empty(&fs_info->allocated_ebs));
81         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
82         while (!list_empty(&fs_info->allocated_ebs)) {
83                 eb = list_first_entry(&fs_info->allocated_ebs,
84                                       struct extent_buffer, leak_list);
85                 pr_err(
86         "BTRFS: buffer leak start %llu len %lu refs %d bflags %lu owner %llu\n",
87                        eb->start, eb->len, atomic_read(&eb->refs), eb->bflags,
88                        btrfs_header_owner(eb));
89                 list_del(&eb->leak_list);
90                 kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
91         }
92         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
93 }
94
95 static inline void btrfs_extent_state_leak_debug_check(void)
96 {
97         struct extent_state *state;
98
99         while (!list_empty(&states)) {
100                 state = list_entry(states.next, struct extent_state, leak_list);
101                 pr_err("BTRFS: state leak: start %llu end %llu state %u in tree %d refs %d\n",
102                        state->start, state->end, state->state,
103                        extent_state_in_tree(state),
104                        refcount_read(&state->refs));
105                 list_del(&state->leak_list);
106                 kmem_cache_free(extent_state_cache, state);
107         }
108 }
109
110 #define btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end)             \
111         __btrfs_debug_check_extent_io_range(__func__, (tree), (start), (end))
112 static inline void __btrfs_debug_check_extent_io_range(const char *caller,
113                 struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end)
114 {
115         struct inode *inode = tree->private_data;
116         u64 isize;
117
118         if (!inode || !is_data_inode(inode))
119                 return;
120
121         isize = i_size_read(inode);
122         if (end >= PAGE_SIZE && (end % 2) == 0 && end != isize - 1) {
123                 btrfs_debug_rl(BTRFS_I(inode)->root->fs_info,
124                     "%s: ino %llu isize %llu odd range [%llu,%llu]",
125                         caller, btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), isize, start, end);
126         }
127 }
128 #else
129 #define btrfs_leak_debug_add(lock, new, head)   do {} while (0)
130 #define btrfs_leak_debug_del(lock, entry)       do {} while (0)
131 #define btrfs_extent_state_leak_debug_check()   do {} while (0)
132 #define btrfs_debug_check_extent_io_range(c, s, e)      do {} while (0)
133 #endif
134
135 struct tree_entry {
136         u64 start;
137         u64 end;
138         struct rb_node rb_node;
139 };
140
141 /*
142  * Structure to record info about the bio being assembled, and other info like
143  * how many bytes are there before stripe/ordered extent boundary.
144  */
145 struct btrfs_bio_ctrl {
146         struct bio *bio;
147         int mirror_num;
148         enum btrfs_compression_type compress_type;
149         u32 len_to_stripe_boundary;
150         u32 len_to_oe_boundary;
151 };
152
153 struct extent_page_data {
154         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl;
155         /* tells writepage not to lock the state bits for this range
156          * it still does the unlocking
157          */
158         unsigned int extent_locked:1;
159
160         /* tells the submit_bio code to use REQ_SYNC */
161         unsigned int sync_io:1;
162 };
163
164 static int add_extent_changeset(struct extent_state *state, u32 bits,
165                                  struct extent_changeset *changeset,
166                                  int set)
167 {
168         int ret;
169
170         if (!changeset)
171                 return 0;
172         if (set && (state->state & bits) == bits)
173                 return 0;
174         if (!set && (state->state & bits) == 0)
175                 return 0;
176         changeset->bytes_changed += state->end - state->start + 1;
177         ret = ulist_add(&changeset->range_changed, state->start, state->end,
178                         GFP_ATOMIC);
179         return ret;
180 }
181
182 static void submit_one_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
183 {
184         struct bio *bio;
185         struct bio_vec *bv;
186         struct inode *inode;
187         int mirror_num;
188
189         if (!bio_ctrl->bio)
190                 return;
191
192         bio = bio_ctrl->bio;
193         bv = bio_first_bvec_all(bio);
194         inode = bv->bv_page->mapping->host;
195         mirror_num = bio_ctrl->mirror_num;
196
197         /* Caller should ensure the bio has at least some range added */
198         ASSERT(bio->bi_iter.bi_size);
199
200         btrfs_bio(bio)->file_offset = page_offset(bv->bv_page) + bv->bv_offset;
201
202         if (!is_data_inode(inode))
203                 btrfs_submit_metadata_bio(inode, bio, mirror_num);
204         else if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
205                 btrfs_submit_data_write_bio(inode, bio, mirror_num);
206         else
207                 btrfs_submit_data_read_bio(inode, bio, mirror_num,
208                                            bio_ctrl->compress_type);
209
210         /* The bio is owned by the bi_end_io handler now */
211         bio_ctrl->bio = NULL;
212 }
213
214 /*
215  * Submit or fail the current bio in an extent_page_data structure.
216  */
217 static void submit_write_bio(struct extent_page_data *epd, int ret)
218 {
219         struct bio *bio = epd->bio_ctrl.bio;
220
221         if (!bio)
222                 return;
223
224         if (ret) {
225                 ASSERT(ret < 0);
226                 bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
227                 bio_endio(bio);
228                 /* The bio is owned by the bi_end_io handler now */
229                 epd->bio_ctrl.bio = NULL;
230         } else {
231                 submit_one_bio(&epd->bio_ctrl);
232         }
233 }
234
235 int __init extent_state_cache_init(void)
236 {
237         extent_state_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_state",
238                         sizeof(struct extent_state), 0,
239                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
240         if (!extent_state_cache)
241                 return -ENOMEM;
242         return 0;
243 }
244
245 int __init extent_io_init(void)
246 {
247         extent_buffer_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_buffer",
248                         sizeof(struct extent_buffer), 0,
249                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
250         if (!extent_buffer_cache)
251                 return -ENOMEM;
252
253         if (bioset_init(&btrfs_bioset, BIO_POOL_SIZE,
254                         offsetof(struct btrfs_bio, bio),
255                         BIOSET_NEED_BVECS))
256                 goto free_buffer_cache;
257
258         if (bioset_integrity_create(&btrfs_bioset, BIO_POOL_SIZE))
259                 goto free_bioset;
260
261         return 0;
262
263 free_bioset:
264         bioset_exit(&btrfs_bioset);
265
266 free_buffer_cache:
267         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
268         extent_buffer_cache = NULL;
269         return -ENOMEM;
270 }
271
272 void __cold extent_state_cache_exit(void)
273 {
274         btrfs_extent_state_leak_debug_check();
275         kmem_cache_destroy(extent_state_cache);
276 }
277
278 void __cold extent_io_exit(void)
279 {
280         /*
281          * Make sure all delayed rcu free are flushed before we
282          * destroy caches.
283          */
284         rcu_barrier();
285         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
286         bioset_exit(&btrfs_bioset);
287 }
288
289 /*
290  * For the file_extent_tree, we want to hold the inode lock when we lookup and
291  * update the disk_i_size, but lockdep will complain because our io_tree we hold
292  * the tree lock and get the inode lock when setting delalloc.  These two things
293  * are unrelated, so make a class for the file_extent_tree so we don't get the
294  * two locking patterns mixed up.
295  */
296 static struct lock_class_key file_extent_tree_class;
297
298 void extent_io_tree_init(struct btrfs_fs_info *fs_info,
299                          struct extent_io_tree *tree, unsigned int owner,
300                          void *private_data)
301 {
302         tree->fs_info = fs_info;
303         tree->state = RB_ROOT;
304         tree->dirty_bytes = 0;
305         spin_lock_init(&tree->lock);
306         tree->private_data = private_data;
307         tree->owner = owner;
308         if (owner == IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT)
309                 lockdep_set_class(&tree->lock, &file_extent_tree_class);
310 }
311
312 void extent_io_tree_release(struct extent_io_tree *tree)
313 {
314         spin_lock(&tree->lock);
315         /*
316          * Do a single barrier for the waitqueue_active check here, the state
317          * of the waitqueue should not change once extent_io_tree_release is
318          * called.
319          */
320         smp_mb();
321         while (!RB_EMPTY_ROOT(&tree->state)) {
322                 struct rb_node *node;
323                 struct extent_state *state;
324
325                 node = rb_first(&tree->state);
326                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
327                 rb_erase(&state->rb_node, &tree->state);
328                 RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
329                 /*
330                  * btree io trees aren't supposed to have tasks waiting for
331                  * changes in the flags of extent states ever.
332                  */
333                 ASSERT(!waitqueue_active(&state->wq));
334                 free_extent_state(state);
335
336                 cond_resched_lock(&tree->lock);
337         }
338         spin_unlock(&tree->lock);
339 }
340
341 static struct extent_state *alloc_extent_state(gfp_t mask)
342 {
343         struct extent_state *state;
344
345         /*
346          * The given mask might be not appropriate for the slab allocator,
347          * drop the unsupported bits
348          */
349         mask &= ~(__GFP_DMA32|__GFP_HIGHMEM);
350         state = kmem_cache_alloc(extent_state_cache, mask);
351         if (!state)
352                 return state;
353         state->state = 0;
354         state->failrec = NULL;
355         RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
356         btrfs_leak_debug_add(&leak_lock, &state->leak_list, &states);
357         refcount_set(&state->refs, 1);
358         init_waitqueue_head(&state->wq);
359         trace_alloc_extent_state(state, mask, _RET_IP_);
360         return state;
361 }
362
363 void free_extent_state(struct extent_state *state)
364 {
365         if (!state)
366                 return;
367         if (refcount_dec_and_test(&state->refs)) {
368                 WARN_ON(extent_state_in_tree(state));
369                 btrfs_leak_debug_del(&leak_lock, &state->leak_list);
370                 trace_free_extent_state(state, _RET_IP_);
371                 kmem_cache_free(extent_state_cache, state);
372         }
373 }
374
375 /**
376  * Search @tree for an entry that contains @offset. Such entry would have
377  * entry->start <= offset && entry->end >= offset.
378  *
379  * @tree:       the tree to search
380  * @offset:     offset that should fall within an entry in @tree
381  * @node_ret:   pointer where new node should be anchored (used when inserting an
382  *              entry in the tree)
383  * @parent_ret: points to entry which would have been the parent of the entry,
384  *               containing @offset
385  *
386  * Return a pointer to the entry that contains @offset byte address and don't change
387  * @node_ret and @parent_ret.
388  *
389  * If no such entry exists, return pointer to entry that ends before @offset
390  * and fill parameters @node_ret and @parent_ret, ie. does not return NULL.
391  */
392 static inline struct rb_node *tree_search_for_insert(struct extent_io_tree *tree,
393                                                      u64 offset,
394                                                      struct rb_node ***node_ret,
395                                                      struct rb_node **parent_ret)
396 {
397         struct rb_root *root = &tree->state;
398         struct rb_node **node = &root->rb_node;
399         struct rb_node *prev = NULL;
400         struct tree_entry *entry;
401
402         while (*node) {
403                 prev = *node;
404                 entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
405
406                 if (offset < entry->start)
407                         node = &(*node)->rb_left;
408                 else if (offset > entry->end)
409                         node = &(*node)->rb_right;
410                 else
411                         return *node;
412         }
413
414         if (node_ret)
415                 *node_ret = node;
416         if (parent_ret)
417                 *parent_ret = prev;
418
419         /* Search neighbors until we find the first one past the end */
420         while (prev && offset > entry->end) {
421                 prev = rb_next(prev);
422                 entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
423         }
424
425         return prev;
426 }
427
428 /*
429  * Inexact rb-tree search, return the next entry if @offset is not found
430  */
431 static inline struct rb_node *tree_search(struct extent_io_tree *tree, u64 offset)
432 {
433         return tree_search_for_insert(tree, offset, NULL, NULL);
434 }
435
436 /**
437  * Search offset in the tree or fill neighbor rbtree node pointers.
438  *
439  * @tree:      the tree to search
440  * @offset:    offset that should fall within an entry in @tree
441  * @next_ret:  pointer to the first entry whose range ends after @offset
442  * @prev_ret:  pointer to the first entry whose range begins before @offset
443  *
444  * Return a pointer to the entry that contains @offset byte address. If no
445  * such entry exists, then return NULL and fill @prev_ret and @next_ret.
446  * Otherwise return the found entry and other pointers are left untouched.
447  */
448 static struct rb_node *tree_search_prev_next(struct extent_io_tree *tree,
449                                              u64 offset,
450                                              struct rb_node **prev_ret,
451                                              struct rb_node **next_ret)
452 {
453         struct rb_root *root = &tree->state;
454         struct rb_node **node = &root->rb_node;
455         struct rb_node *prev = NULL;
456         struct rb_node *orig_prev = NULL;
457         struct tree_entry *entry;
458
459         ASSERT(prev_ret);
460         ASSERT(next_ret);
461
462         while (*node) {
463                 prev = *node;
464                 entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
465
466                 if (offset < entry->start)
467                         node = &(*node)->rb_left;
468                 else if (offset > entry->end)
469                         node = &(*node)->rb_right;
470                 else
471                         return *node;
472         }
473
474         orig_prev = prev;
475         while (prev && offset > entry->end) {
476                 prev = rb_next(prev);
477                 entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
478         }
479         *next_ret = prev;
480         prev = orig_prev;
481
482         entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
483         while (prev && offset < entry->start) {
484                 prev = rb_prev(prev);
485                 entry = rb_entry(prev, struct tree_entry, rb_node);
486         }
487         *prev_ret = prev;
488
489         return NULL;
490 }
491
492 /*
493  * utility function to look for merge candidates inside a given range.
494  * Any extents with matching state are merged together into a single
495  * extent in the tree.  Extents with EXTENT_IO in their state field
496  * are not merged because the end_io handlers need to be able to do
497  * operations on them without sleeping (or doing allocations/splits).
498  *
499  * This should be called with the tree lock held.
500  */
501 static void merge_state(struct extent_io_tree *tree,
502                         struct extent_state *state)
503 {
504         struct extent_state *other;
505         struct rb_node *other_node;
506
507         if (state->state & (EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY))
508                 return;
509
510         other_node = rb_prev(&state->rb_node);
511         if (other_node) {
512                 other = rb_entry(other_node, struct extent_state, rb_node);
513                 if (other->end == state->start - 1 &&
514                     other->state == state->state) {
515                         if (tree->private_data &&
516                             is_data_inode(tree->private_data))
517                                 btrfs_merge_delalloc_extent(tree->private_data,
518                                                             state, other);
519                         state->start = other->start;
520                         rb_erase(&other->rb_node, &tree->state);
521                         RB_CLEAR_NODE(&other->rb_node);
522                         free_extent_state(other);
523                 }
524         }
525         other_node = rb_next(&state->rb_node);
526         if (other_node) {
527                 other = rb_entry(other_node, struct extent_state, rb_node);
528                 if (other->start == state->end + 1 &&
529                     other->state == state->state) {
530                         if (tree->private_data &&
531                             is_data_inode(tree->private_data))
532                                 btrfs_merge_delalloc_extent(tree->private_data,
533                                                             state, other);
534                         state->end = other->end;
535                         rb_erase(&other->rb_node, &tree->state);
536                         RB_CLEAR_NODE(&other->rb_node);
537                         free_extent_state(other);
538                 }
539         }
540 }
541
542 static void set_state_bits(struct extent_io_tree *tree,
543                            struct extent_state *state, u32 bits,
544                            struct extent_changeset *changeset);
545
546 /*
547  * insert an extent_state struct into the tree.  'bits' are set on the
548  * struct before it is inserted.
549  *
550  * This may return -EEXIST if the extent is already there, in which case the
551  * state struct is freed.
552  *
553  * The tree lock is not taken internally.  This is a utility function and
554  * probably isn't what you want to call (see set/clear_extent_bit).
555  */
556 static int insert_state(struct extent_io_tree *tree,
557                         struct extent_state *state,
558                         u32 bits, struct extent_changeset *changeset)
559 {
560         struct rb_node **node;
561         struct rb_node *parent;
562         const u64 end = state->end;
563
564         set_state_bits(tree, state, bits, changeset);
565
566         node = &tree->state.rb_node;
567         while (*node) {
568                 struct tree_entry *entry;
569
570                 parent = *node;
571                 entry = rb_entry(parent, struct tree_entry, rb_node);
572
573                 if (end < entry->start) {
574                         node = &(*node)->rb_left;
575                 } else if (end > entry->end) {
576                         node = &(*node)->rb_right;
577                 } else {
578                         btrfs_err(tree->fs_info,
579                                "found node %llu %llu on insert of %llu %llu",
580                                entry->start, entry->end, state->start, end);
581                         return -EEXIST;
582                 }
583         }
584
585         rb_link_node(&state->rb_node, parent, node);
586         rb_insert_color(&state->rb_node, &tree->state);
587
588         merge_state(tree, state);
589         return 0;
590 }
591
592 /*
593  * Insert state to @tree to the location given by @node and @parent.
594  */
595 static void insert_state_fast(struct extent_io_tree *tree,
596                               struct extent_state *state, struct rb_node **node,
597                               struct rb_node *parent, unsigned bits,
598                               struct extent_changeset *changeset)
599 {
600         set_state_bits(tree, state, bits, changeset);
601         rb_link_node(&state->rb_node, parent, node);
602         rb_insert_color(&state->rb_node, &tree->state);
603         merge_state(tree, state);
604 }
605
606 /*
607  * split a given extent state struct in two, inserting the preallocated
608  * struct 'prealloc' as the newly created second half.  'split' indicates an
609  * offset inside 'orig' where it should be split.
610  *
611  * Before calling,
612  * the tree has 'orig' at [orig->start, orig->end].  After calling, there
613  * are two extent state structs in the tree:
614  * prealloc: [orig->start, split - 1]
615  * orig: [ split, orig->end ]
616  *
617  * The tree locks are not taken by this function. They need to be held
618  * by the caller.
619  */
620 static int split_state(struct extent_io_tree *tree, struct extent_state *orig,
621                        struct extent_state *prealloc, u64 split)
622 {
623         struct rb_node *parent = NULL;
624         struct rb_node **node;
625
626         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
627                 btrfs_split_delalloc_extent(tree->private_data, orig, split);
628
629         prealloc->start = orig->start;
630         prealloc->end = split - 1;
631         prealloc->state = orig->state;
632         orig->start = split;
633
634         parent = &orig->rb_node;
635         node = &parent;
636         while (*node) {
637                 struct tree_entry *entry;
638
639                 parent = *node;
640                 entry = rb_entry(parent, struct tree_entry, rb_node);
641
642                 if (prealloc->end < entry->start) {
643                         node = &(*node)->rb_left;
644                 } else if (prealloc->end > entry->end) {
645                         node = &(*node)->rb_right;
646                 } else {
647                         free_extent_state(prealloc);
648                         return -EEXIST;
649                 }
650         }
651
652         rb_link_node(&prealloc->rb_node, parent, node);
653         rb_insert_color(&prealloc->rb_node, &tree->state);
654
655         return 0;
656 }
657
658 static struct extent_state *next_state(struct extent_state *state)
659 {
660         struct rb_node *next = rb_next(&state->rb_node);
661         if (next)
662                 return rb_entry(next, struct extent_state, rb_node);
663         else
664                 return NULL;
665 }
666
667 /*
668  * utility function to clear some bits in an extent state struct.
669  * it will optionally wake up anyone waiting on this state (wake == 1).
670  *
671  * If no bits are set on the state struct after clearing things, the
672  * struct is freed and removed from the tree
673  */
674 static struct extent_state *clear_state_bit(struct extent_io_tree *tree,
675                                             struct extent_state *state,
676                                             u32 bits, int wake,
677                                             struct extent_changeset *changeset)
678 {
679         struct extent_state *next;
680         u32 bits_to_clear = bits & ~EXTENT_CTLBITS;
681         int ret;
682
683         if ((bits_to_clear & EXTENT_DIRTY) && (state->state & EXTENT_DIRTY)) {
684                 u64 range = state->end - state->start + 1;
685                 WARN_ON(range > tree->dirty_bytes);
686                 tree->dirty_bytes -= range;
687         }
688
689         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
690                 btrfs_clear_delalloc_extent(tree->private_data, state, bits);
691
692         ret = add_extent_changeset(state, bits_to_clear, changeset, 0);
693         BUG_ON(ret < 0);
694         state->state &= ~bits_to_clear;
695         if (wake)
696                 wake_up(&state->wq);
697         if (state->state == 0) {
698                 next = next_state(state);
699                 if (extent_state_in_tree(state)) {
700                         rb_erase(&state->rb_node, &tree->state);
701                         RB_CLEAR_NODE(&state->rb_node);
702                         free_extent_state(state);
703                 } else {
704                         WARN_ON(1);
705                 }
706         } else {
707                 merge_state(tree, state);
708                 next = next_state(state);
709         }
710         return next;
711 }
712
713 static struct extent_state *
714 alloc_extent_state_atomic(struct extent_state *prealloc)
715 {
716         if (!prealloc)
717                 prealloc = alloc_extent_state(GFP_ATOMIC);
718
719         return prealloc;
720 }
721
722 static void extent_io_tree_panic(struct extent_io_tree *tree, int err)
723 {
724         btrfs_panic(tree->fs_info, err,
725         "locking error: extent tree was modified by another thread while locked");
726 }
727
728 /*
729  * clear some bits on a range in the tree.  This may require splitting
730  * or inserting elements in the tree, so the gfp mask is used to
731  * indicate which allocations or sleeping are allowed.
732  *
733  * pass 'wake' == 1 to kick any sleepers, and 'delete' == 1 to remove
734  * the given range from the tree regardless of state (ie for truncate).
735  *
736  * the range [start, end] is inclusive.
737  *
738  * This takes the tree lock, and returns 0 on success and < 0 on error.
739  */
740 int __clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
741                        u32 bits, int wake, int delete,
742                        struct extent_state **cached_state,
743                        gfp_t mask, struct extent_changeset *changeset)
744 {
745         struct extent_state *state;
746         struct extent_state *cached;
747         struct extent_state *prealloc = NULL;
748         struct rb_node *node;
749         u64 last_end;
750         int err;
751         int clear = 0;
752
753         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
754         trace_btrfs_clear_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits);
755
756         if (bits & EXTENT_DELALLOC)
757                 bits |= EXTENT_NORESERVE;
758
759         if (delete)
760                 bits |= ~EXTENT_CTLBITS;
761
762         if (bits & (EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY))
763                 clear = 1;
764 again:
765         if (!prealloc && gfpflags_allow_blocking(mask)) {
766                 /*
767                  * Don't care for allocation failure here because we might end
768                  * up not needing the pre-allocated extent state at all, which
769                  * is the case if we only have in the tree extent states that
770                  * cover our input range and don't cover too any other range.
771                  * If we end up needing a new extent state we allocate it later.
772                  */
773                 prealloc = alloc_extent_state(mask);
774         }
775
776         spin_lock(&tree->lock);
777         if (cached_state) {
778                 cached = *cached_state;
779
780                 if (clear) {
781                         *cached_state = NULL;
782                         cached_state = NULL;
783                 }
784
785                 if (cached && extent_state_in_tree(cached) &&
786                     cached->start <= start && cached->end > start) {
787                         if (clear)
788                                 refcount_dec(&cached->refs);
789                         state = cached;
790                         goto hit_next;
791                 }
792                 if (clear)
793                         free_extent_state(cached);
794         }
795         /*
796          * this search will find the extents that end after
797          * our range starts
798          */
799         node = tree_search(tree, start);
800         if (!node)
801                 goto out;
802         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
803 hit_next:
804         if (state->start > end)
805                 goto out;
806         WARN_ON(state->end < start);
807         last_end = state->end;
808
809         /* the state doesn't have the wanted bits, go ahead */
810         if (!(state->state & bits)) {
811                 state = next_state(state);
812                 goto next;
813         }
814
815         /*
816          *     | ---- desired range ---- |
817          *  | state | or
818          *  | ------------- state -------------- |
819          *
820          * We need to split the extent we found, and may flip
821          * bits on second half.
822          *
823          * If the extent we found extends past our range, we
824          * just split and search again.  It'll get split again
825          * the next time though.
826          *
827          * If the extent we found is inside our range, we clear
828          * the desired bit on it.
829          */
830
831         if (state->start < start) {
832                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
833                 BUG_ON(!prealloc);
834                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
835                 if (err)
836                         extent_io_tree_panic(tree, err);
837
838                 prealloc = NULL;
839                 if (err)
840                         goto out;
841                 if (state->end <= end) {
842                         state = clear_state_bit(tree, state, bits, wake, changeset);
843                         goto next;
844                 }
845                 goto search_again;
846         }
847         /*
848          * | ---- desired range ---- |
849          *                        | state |
850          * We need to split the extent, and clear the bit
851          * on the first half
852          */
853         if (state->start <= end && state->end > end) {
854                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
855                 BUG_ON(!prealloc);
856                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
857                 if (err)
858                         extent_io_tree_panic(tree, err);
859
860                 if (wake)
861                         wake_up(&state->wq);
862
863                 clear_state_bit(tree, prealloc, bits, wake, changeset);
864
865                 prealloc = NULL;
866                 goto out;
867         }
868
869         state = clear_state_bit(tree, state, bits, wake, changeset);
870 next:
871         if (last_end == (u64)-1)
872                 goto out;
873         start = last_end + 1;
874         if (start <= end && state && !need_resched())
875                 goto hit_next;
876
877 search_again:
878         if (start > end)
879                 goto out;
880         spin_unlock(&tree->lock);
881         if (gfpflags_allow_blocking(mask))
882                 cond_resched();
883         goto again;
884
885 out:
886         spin_unlock(&tree->lock);
887         if (prealloc)
888                 free_extent_state(prealloc);
889
890         return 0;
891
892 }
893
894 static void wait_on_state(struct extent_io_tree *tree,
895                           struct extent_state *state)
896                 __releases(tree->lock)
897                 __acquires(tree->lock)
898 {
899         DEFINE_WAIT(wait);
900         prepare_to_wait(&state->wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
901         spin_unlock(&tree->lock);
902         schedule();
903         spin_lock(&tree->lock);
904         finish_wait(&state->wq, &wait);
905 }
906
907 /*
908  * waits for one or more bits to clear on a range in the state tree.
909  * The range [start, end] is inclusive.
910  * The tree lock is taken by this function
911  */
912 static void wait_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
913                             u32 bits)
914 {
915         struct extent_state *state;
916         struct rb_node *node;
917
918         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
919
920         spin_lock(&tree->lock);
921 again:
922         while (1) {
923                 /*
924                  * this search will find all the extents that end after
925                  * our range starts
926                  */
927                 node = tree_search(tree, start);
928 process_node:
929                 if (!node)
930                         break;
931
932                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
933
934                 if (state->start > end)
935                         goto out;
936
937                 if (state->state & bits) {
938                         start = state->start;
939                         refcount_inc(&state->refs);
940                         wait_on_state(tree, state);
941                         free_extent_state(state);
942                         goto again;
943                 }
944                 start = state->end + 1;
945
946                 if (start > end)
947                         break;
948
949                 if (!cond_resched_lock(&tree->lock)) {
950                         node = rb_next(node);
951                         goto process_node;
952                 }
953         }
954 out:
955         spin_unlock(&tree->lock);
956 }
957
958 static void set_state_bits(struct extent_io_tree *tree,
959                            struct extent_state *state,
960                            u32 bits, struct extent_changeset *changeset)
961 {
962         u32 bits_to_set = bits & ~EXTENT_CTLBITS;
963         int ret;
964
965         if (tree->private_data && is_data_inode(tree->private_data))
966                 btrfs_set_delalloc_extent(tree->private_data, state, bits);
967
968         if ((bits_to_set & EXTENT_DIRTY) && !(state->state & EXTENT_DIRTY)) {
969                 u64 range = state->end - state->start + 1;
970                 tree->dirty_bytes += range;
971         }
972         ret = add_extent_changeset(state, bits_to_set, changeset, 1);
973         BUG_ON(ret < 0);
974         state->state |= bits_to_set;
975 }
976
977 static void cache_state_if_flags(struct extent_state *state,
978                                  struct extent_state **cached_ptr,
979                                  unsigned flags)
980 {
981         if (cached_ptr && !(*cached_ptr)) {
982                 if (!flags || (state->state & flags)) {
983                         *cached_ptr = state;
984                         refcount_inc(&state->refs);
985                 }
986         }
987 }
988
989 static void cache_state(struct extent_state *state,
990                         struct extent_state **cached_ptr)
991 {
992         return cache_state_if_flags(state, cached_ptr,
993                                     EXTENT_LOCKED | EXTENT_BOUNDARY);
994 }
995
996 /*
997  * set some bits on a range in the tree.  This may require allocations or
998  * sleeping, so the gfp mask is used to indicate what is allowed.
999  *
1000  * If any of the exclusive bits are set, this will fail with -EEXIST if some
1001  * part of the range already has the desired bits set.  The start of the
1002  * existing range is returned in failed_start in this case.
1003  *
1004  * [start, end] is inclusive This takes the tree lock.
1005  */
1006 int set_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end, u32 bits,
1007                    u32 exclusive_bits, u64 *failed_start,
1008                    struct extent_state **cached_state, gfp_t mask,
1009                    struct extent_changeset *changeset)
1010 {
1011         struct extent_state *state;
1012         struct extent_state *prealloc = NULL;
1013         struct rb_node *node;
1014         struct rb_node **p;
1015         struct rb_node *parent;
1016         int err = 0;
1017         u64 last_start;
1018         u64 last_end;
1019
1020         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
1021         trace_btrfs_set_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits);
1022
1023         if (exclusive_bits)
1024                 ASSERT(failed_start);
1025         else
1026                 ASSERT(failed_start == NULL);
1027 again:
1028         if (!prealloc && gfpflags_allow_blocking(mask)) {
1029                 /*
1030                  * Don't care for allocation failure here because we might end
1031                  * up not needing the pre-allocated extent state at all, which
1032                  * is the case if we only have in the tree extent states that
1033                  * cover our input range and don't cover too any other range.
1034                  * If we end up needing a new extent state we allocate it later.
1035                  */
1036                 prealloc = alloc_extent_state(mask);
1037         }
1038
1039         spin_lock(&tree->lock);
1040         if (cached_state && *cached_state) {
1041                 state = *cached_state;
1042                 if (state->start <= start && state->end > start &&
1043                     extent_state_in_tree(state)) {
1044                         node = &state->rb_node;
1045                         goto hit_next;
1046                 }
1047         }
1048         /*
1049          * this search will find all the extents that end after
1050          * our range starts.
1051          */
1052         node = tree_search_for_insert(tree, start, &p, &parent);
1053         if (!node) {
1054                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1055                 BUG_ON(!prealloc);
1056                 prealloc->start = start;
1057                 prealloc->end = end;
1058                 insert_state_fast(tree, prealloc, p, parent, bits, changeset);
1059                 cache_state(prealloc, cached_state);
1060                 prealloc = NULL;
1061                 goto out;
1062         }
1063         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1064 hit_next:
1065         last_start = state->start;
1066         last_end = state->end;
1067
1068         /*
1069          * | ---- desired range ---- |
1070          * | state |
1071          *
1072          * Just lock what we found and keep going
1073          */
1074         if (state->start == start && state->end <= end) {
1075                 if (state->state & exclusive_bits) {
1076                         *failed_start = state->start;
1077                         err = -EEXIST;
1078                         goto out;
1079                 }
1080
1081                 set_state_bits(tree, state, bits, changeset);
1082                 cache_state(state, cached_state);
1083                 merge_state(tree, state);
1084                 if (last_end == (u64)-1)
1085                         goto out;
1086                 start = last_end + 1;
1087                 state = next_state(state);
1088                 if (start < end && state && state->start == start &&
1089                     !need_resched())
1090                         goto hit_next;
1091                 goto search_again;
1092         }
1093
1094         /*
1095          *     | ---- desired range ---- |
1096          * | state |
1097          *   or
1098          * | ------------- state -------------- |
1099          *
1100          * We need to split the extent we found, and may flip bits on
1101          * second half.
1102          *
1103          * If the extent we found extends past our
1104          * range, we just split and search again.  It'll get split
1105          * again the next time though.
1106          *
1107          * If the extent we found is inside our range, we set the
1108          * desired bit on it.
1109          */
1110         if (state->start < start) {
1111                 if (state->state & exclusive_bits) {
1112                         *failed_start = start;
1113                         err = -EEXIST;
1114                         goto out;
1115                 }
1116
1117                 /*
1118                  * If this extent already has all the bits we want set, then
1119                  * skip it, not necessary to split it or do anything with it.
1120                  */
1121                 if ((state->state & bits) == bits) {
1122                         start = state->end + 1;
1123                         cache_state(state, cached_state);
1124                         goto search_again;
1125                 }
1126
1127                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1128                 BUG_ON(!prealloc);
1129                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
1130                 if (err)
1131                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1132
1133                 prealloc = NULL;
1134                 if (err)
1135                         goto out;
1136                 if (state->end <= end) {
1137                         set_state_bits(tree, state, bits, changeset);
1138                         cache_state(state, cached_state);
1139                         merge_state(tree, state);
1140                         if (last_end == (u64)-1)
1141                                 goto out;
1142                         start = last_end + 1;
1143                         state = next_state(state);
1144                         if (start < end && state && state->start == start &&
1145                             !need_resched())
1146                                 goto hit_next;
1147                 }
1148                 goto search_again;
1149         }
1150         /*
1151          * | ---- desired range ---- |
1152          *     | state | or               | state |
1153          *
1154          * There's a hole, we need to insert something in it and
1155          * ignore the extent we found.
1156          */
1157         if (state->start > start) {
1158                 u64 this_end;
1159                 if (end < last_start)
1160                         this_end = end;
1161                 else
1162                         this_end = last_start - 1;
1163
1164                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1165                 BUG_ON(!prealloc);
1166
1167                 /*
1168                  * Avoid to free 'prealloc' if it can be merged with
1169                  * the later extent.
1170                  */
1171                 prealloc->start = start;
1172                 prealloc->end = this_end;
1173                 err = insert_state(tree, prealloc, bits, changeset);
1174                 if (err)
1175                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1176
1177                 cache_state(prealloc, cached_state);
1178                 prealloc = NULL;
1179                 start = this_end + 1;
1180                 goto search_again;
1181         }
1182         /*
1183          * | ---- desired range ---- |
1184          *                        | state |
1185          * We need to split the extent, and set the bit
1186          * on the first half
1187          */
1188         if (state->start <= end && state->end > end) {
1189                 if (state->state & exclusive_bits) {
1190                         *failed_start = start;
1191                         err = -EEXIST;
1192                         goto out;
1193                 }
1194
1195                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1196                 BUG_ON(!prealloc);
1197                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
1198                 if (err)
1199                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1200
1201                 set_state_bits(tree, prealloc, bits, changeset);
1202                 cache_state(prealloc, cached_state);
1203                 merge_state(tree, prealloc);
1204                 prealloc = NULL;
1205                 goto out;
1206         }
1207
1208 search_again:
1209         if (start > end)
1210                 goto out;
1211         spin_unlock(&tree->lock);
1212         if (gfpflags_allow_blocking(mask))
1213                 cond_resched();
1214         goto again;
1215
1216 out:
1217         spin_unlock(&tree->lock);
1218         if (prealloc)
1219                 free_extent_state(prealloc);
1220
1221         return err;
1222
1223 }
1224
1225 /**
1226  * convert_extent_bit - convert all bits in a given range from one bit to
1227  *                      another
1228  * @tree:       the io tree to search
1229  * @start:      the start offset in bytes
1230  * @end:        the end offset in bytes (inclusive)
1231  * @bits:       the bits to set in this range
1232  * @clear_bits: the bits to clear in this range
1233  * @cached_state:       state that we're going to cache
1234  *
1235  * This will go through and set bits for the given range.  If any states exist
1236  * already in this range they are set with the given bit and cleared of the
1237  * clear_bits.  This is only meant to be used by things that are mergeable, ie
1238  * converting from say DELALLOC to DIRTY.  This is not meant to be used with
1239  * boundary bits like LOCK.
1240  *
1241  * All allocations are done with GFP_NOFS.
1242  */
1243 int convert_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1244                        u32 bits, u32 clear_bits,
1245                        struct extent_state **cached_state)
1246 {
1247         struct extent_state *state;
1248         struct extent_state *prealloc = NULL;
1249         struct rb_node *node;
1250         struct rb_node **p;
1251         struct rb_node *parent;
1252         int err = 0;
1253         u64 last_start;
1254         u64 last_end;
1255         bool first_iteration = true;
1256
1257         btrfs_debug_check_extent_io_range(tree, start, end);
1258         trace_btrfs_convert_extent_bit(tree, start, end - start + 1, bits,
1259                                        clear_bits);
1260
1261 again:
1262         if (!prealloc) {
1263                 /*
1264                  * Best effort, don't worry if extent state allocation fails
1265                  * here for the first iteration. We might have a cached state
1266                  * that matches exactly the target range, in which case no
1267                  * extent state allocations are needed. We'll only know this
1268                  * after locking the tree.
1269                  */
1270                 prealloc = alloc_extent_state(GFP_NOFS);
1271                 if (!prealloc && !first_iteration)
1272                         return -ENOMEM;
1273         }
1274
1275         spin_lock(&tree->lock);
1276         if (cached_state && *cached_state) {
1277                 state = *cached_state;
1278                 if (state->start <= start && state->end > start &&
1279                     extent_state_in_tree(state)) {
1280                         node = &state->rb_node;
1281                         goto hit_next;
1282                 }
1283         }
1284
1285         /*
1286          * this search will find all the extents that end after
1287          * our range starts.
1288          */
1289         node = tree_search_for_insert(tree, start, &p, &parent);
1290         if (!node) {
1291                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1292                 if (!prealloc) {
1293                         err = -ENOMEM;
1294                         goto out;
1295                 }
1296                 prealloc->start = start;
1297                 prealloc->end = end;
1298                 insert_state_fast(tree, prealloc, p, parent, bits, NULL);
1299                 cache_state(prealloc, cached_state);
1300                 prealloc = NULL;
1301                 goto out;
1302         }
1303         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1304 hit_next:
1305         last_start = state->start;
1306         last_end = state->end;
1307
1308         /*
1309          * | ---- desired range ---- |
1310          * | state |
1311          *
1312          * Just lock what we found and keep going
1313          */
1314         if (state->start == start && state->end <= end) {
1315                 set_state_bits(tree, state, bits, NULL);
1316                 cache_state(state, cached_state);
1317                 state = clear_state_bit(tree, state, clear_bits, 0, NULL);
1318                 if (last_end == (u64)-1)
1319                         goto out;
1320                 start = last_end + 1;
1321                 if (start < end && state && state->start == start &&
1322                     !need_resched())
1323                         goto hit_next;
1324                 goto search_again;
1325         }
1326
1327         /*
1328          *     | ---- desired range ---- |
1329          * | state |
1330          *   or
1331          * | ------------- state -------------- |
1332          *
1333          * We need to split the extent we found, and may flip bits on
1334          * second half.
1335          *
1336          * If the extent we found extends past our
1337          * range, we just split and search again.  It'll get split
1338          * again the next time though.
1339          *
1340          * If the extent we found is inside our range, we set the
1341          * desired bit on it.
1342          */
1343         if (state->start < start) {
1344                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1345                 if (!prealloc) {
1346                         err = -ENOMEM;
1347                         goto out;
1348                 }
1349                 err = split_state(tree, state, prealloc, start);
1350                 if (err)
1351                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1352                 prealloc = NULL;
1353                 if (err)
1354                         goto out;
1355                 if (state->end <= end) {
1356                         set_state_bits(tree, state, bits, NULL);
1357                         cache_state(state, cached_state);
1358                         state = clear_state_bit(tree, state, clear_bits, 0, NULL);
1359                         if (last_end == (u64)-1)
1360                                 goto out;
1361                         start = last_end + 1;
1362                         if (start < end && state && state->start == start &&
1363                             !need_resched())
1364                                 goto hit_next;
1365                 }
1366                 goto search_again;
1367         }
1368         /*
1369          * | ---- desired range ---- |
1370          *     | state | or               | state |
1371          *
1372          * There's a hole, we need to insert something in it and
1373          * ignore the extent we found.
1374          */
1375         if (state->start > start) {
1376                 u64 this_end;
1377                 if (end < last_start)
1378                         this_end = end;
1379                 else
1380                         this_end = last_start - 1;
1381
1382                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1383                 if (!prealloc) {
1384                         err = -ENOMEM;
1385                         goto out;
1386                 }
1387
1388                 /*
1389                  * Avoid to free 'prealloc' if it can be merged with
1390                  * the later extent.
1391                  */
1392                 prealloc->start = start;
1393                 prealloc->end = this_end;
1394                 err = insert_state(tree, prealloc, bits, NULL);
1395                 if (err)
1396                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1397                 cache_state(prealloc, cached_state);
1398                 prealloc = NULL;
1399                 start = this_end + 1;
1400                 goto search_again;
1401         }
1402         /*
1403          * | ---- desired range ---- |
1404          *                        | state |
1405          * We need to split the extent, and set the bit
1406          * on the first half
1407          */
1408         if (state->start <= end && state->end > end) {
1409                 prealloc = alloc_extent_state_atomic(prealloc);
1410                 if (!prealloc) {
1411                         err = -ENOMEM;
1412                         goto out;
1413                 }
1414
1415                 err = split_state(tree, state, prealloc, end + 1);
1416                 if (err)
1417                         extent_io_tree_panic(tree, err);
1418
1419                 set_state_bits(tree, prealloc, bits, NULL);
1420                 cache_state(prealloc, cached_state);
1421                 clear_state_bit(tree, prealloc, clear_bits, 0, NULL);
1422                 prealloc = NULL;
1423                 goto out;
1424         }
1425
1426 search_again:
1427         if (start > end)
1428                 goto out;
1429         spin_unlock(&tree->lock);
1430         cond_resched();
1431         first_iteration = false;
1432         goto again;
1433
1434 out:
1435         spin_unlock(&tree->lock);
1436         if (prealloc)
1437                 free_extent_state(prealloc);
1438
1439         return err;
1440 }
1441
1442 /* wrappers around set/clear extent bit */
1443 int set_record_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1444                            u32 bits, struct extent_changeset *changeset)
1445 {
1446         /*
1447          * We don't support EXTENT_LOCKED yet, as current changeset will
1448          * record any bits changed, so for EXTENT_LOCKED case, it will
1449          * either fail with -EEXIST or changeset will record the whole
1450          * range.
1451          */
1452         BUG_ON(bits & EXTENT_LOCKED);
1453
1454         return set_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, NULL, NULL, GFP_NOFS,
1455                               changeset);
1456 }
1457
1458 int set_extent_bits_nowait(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1459                            u32 bits)
1460 {
1461         return set_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, NULL, NULL,
1462                               GFP_NOWAIT, NULL);
1463 }
1464
1465 int clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1466                      u32 bits, int wake, int delete,
1467                      struct extent_state **cached)
1468 {
1469         return __clear_extent_bit(tree, start, end, bits, wake, delete,
1470                                   cached, GFP_NOFS, NULL);
1471 }
1472
1473 int clear_record_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1474                 u32 bits, struct extent_changeset *changeset)
1475 {
1476         /*
1477          * Don't support EXTENT_LOCKED case, same reason as
1478          * set_record_extent_bits().
1479          */
1480         BUG_ON(bits & EXTENT_LOCKED);
1481
1482         return __clear_extent_bit(tree, start, end, bits, 0, 0, NULL, GFP_NOFS,
1483                                   changeset);
1484 }
1485
1486 /*
1487  * either insert or lock state struct between start and end use mask to tell
1488  * us if waiting is desired.
1489  */
1490 int lock_extent_bits(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
1491                      struct extent_state **cached_state)
1492 {
1493         int err;
1494         u64 failed_start;
1495
1496         while (1) {
1497                 err = set_extent_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED,
1498                                      EXTENT_LOCKED, &failed_start,
1499                                      cached_state, GFP_NOFS, NULL);
1500                 if (err == -EEXIST) {
1501                         wait_extent_bit(tree, failed_start, end, EXTENT_LOCKED);
1502                         start = failed_start;
1503                 } else
1504                         break;
1505                 WARN_ON(start > end);
1506         }
1507         return err;
1508 }
1509
1510 int try_lock_extent(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end)
1511 {
1512         int err;
1513         u64 failed_start;
1514
1515         err = set_extent_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, EXTENT_LOCKED,
1516                              &failed_start, NULL, GFP_NOFS, NULL);
1517         if (err == -EEXIST) {
1518                 if (failed_start > start)
1519                         clear_extent_bit(tree, start, failed_start - 1,
1520                                          EXTENT_LOCKED, 1, 0, NULL);
1521                 return 0;
1522         }
1523         return 1;
1524 }
1525
1526 void extent_range_clear_dirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
1527 {
1528         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1529         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1530         struct page *page;
1531
1532         while (index <= end_index) {
1533                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
1534                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
1535                 clear_page_dirty_for_io(page);
1536                 put_page(page);
1537                 index++;
1538         }
1539 }
1540
1541 void extent_range_redirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
1542 {
1543         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1544         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1545         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1546         struct folio *folio;
1547
1548         while (index <= end_index) {
1549                 folio = filemap_get_folio(mapping, index);
1550                 filemap_dirty_folio(mapping, folio);
1551                 folio_account_redirty(folio);
1552                 index += folio_nr_pages(folio);
1553                 folio_put(folio);
1554         }
1555 }
1556
1557 /* find the first state struct with 'bits' set after 'start', and
1558  * return it.  tree->lock must be held.  NULL will returned if
1559  * nothing was found after 'start'
1560  */
1561 static struct extent_state *
1562 find_first_extent_bit_state(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u32 bits)
1563 {
1564         struct rb_node *node;
1565         struct extent_state *state;
1566
1567         /*
1568          * this search will find all the extents that end after
1569          * our range starts.
1570          */
1571         node = tree_search(tree, start);
1572         if (!node)
1573                 goto out;
1574
1575         while (1) {
1576                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1577                 if (state->end >= start && (state->state & bits))
1578                         return state;
1579
1580                 node = rb_next(node);
1581                 if (!node)
1582                         break;
1583         }
1584 out:
1585         return NULL;
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Find the first offset in the io tree with one or more @bits set.
1590  *
1591  * Note: If there are multiple bits set in @bits, any of them will match.
1592  *
1593  * Return 0 if we find something, and update @start_ret and @end_ret.
1594  * Return 1 if we found nothing.
1595  */
1596 int find_first_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1597                           u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits,
1598                           struct extent_state **cached_state)
1599 {
1600         struct extent_state *state;
1601         int ret = 1;
1602
1603         spin_lock(&tree->lock);
1604         if (cached_state && *cached_state) {
1605                 state = *cached_state;
1606                 if (state->end == start - 1 && extent_state_in_tree(state)) {
1607                         while ((state = next_state(state)) != NULL) {
1608                                 if (state->state & bits)
1609                                         goto got_it;
1610                         }
1611                         free_extent_state(*cached_state);
1612                         *cached_state = NULL;
1613                         goto out;
1614                 }
1615                 free_extent_state(*cached_state);
1616                 *cached_state = NULL;
1617         }
1618
1619         state = find_first_extent_bit_state(tree, start, bits);
1620 got_it:
1621         if (state) {
1622                 cache_state_if_flags(state, cached_state, 0);
1623                 *start_ret = state->start;
1624                 *end_ret = state->end;
1625                 ret = 0;
1626         }
1627 out:
1628         spin_unlock(&tree->lock);
1629         return ret;
1630 }
1631
1632 /**
1633  * Find a contiguous area of bits
1634  *
1635  * @tree:      io tree to check
1636  * @start:     offset to start the search from
1637  * @start_ret: the first offset we found with the bits set
1638  * @end_ret:   the final contiguous range of the bits that were set
1639  * @bits:      bits to look for
1640  *
1641  * set_extent_bit and clear_extent_bit can temporarily split contiguous ranges
1642  * to set bits appropriately, and then merge them again.  During this time it
1643  * will drop the tree->lock, so use this helper if you want to find the actual
1644  * contiguous area for given bits.  We will search to the first bit we find, and
1645  * then walk down the tree until we find a non-contiguous area.  The area
1646  * returned will be the full contiguous area with the bits set.
1647  */
1648 int find_contiguous_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1649                                u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits)
1650 {
1651         struct extent_state *state;
1652         int ret = 1;
1653
1654         spin_lock(&tree->lock);
1655         state = find_first_extent_bit_state(tree, start, bits);
1656         if (state) {
1657                 *start_ret = state->start;
1658                 *end_ret = state->end;
1659                 while ((state = next_state(state)) != NULL) {
1660                         if (state->start > (*end_ret + 1))
1661                                 break;
1662                         *end_ret = state->end;
1663                 }
1664                 ret = 0;
1665         }
1666         spin_unlock(&tree->lock);
1667         return ret;
1668 }
1669
1670 /**
1671  * Find the first range that has @bits not set. This range could start before
1672  * @start.
1673  *
1674  * @tree:      the tree to search
1675  * @start:     offset at/after which the found extent should start
1676  * @start_ret: records the beginning of the range
1677  * @end_ret:   records the end of the range (inclusive)
1678  * @bits:      the set of bits which must be unset
1679  *
1680  * Since unallocated range is also considered one which doesn't have the bits
1681  * set it's possible that @end_ret contains -1, this happens in case the range
1682  * spans (last_range_end, end of device]. In this case it's up to the caller to
1683  * trim @end_ret to the appropriate size.
1684  */
1685 void find_first_clear_extent_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
1686                                  u64 *start_ret, u64 *end_ret, u32 bits)
1687 {
1688         struct extent_state *state;
1689         struct rb_node *node, *prev = NULL, *next;
1690
1691         spin_lock(&tree->lock);
1692
1693         /* Find first extent with bits cleared */
1694         while (1) {
1695                 node = tree_search_prev_next(tree, start, &prev, &next);
1696                 if (!node && !next && !prev) {
1697                         /*
1698                          * Tree is completely empty, send full range and let
1699                          * caller deal with it
1700                          */
1701                         *start_ret = 0;
1702                         *end_ret = -1;
1703                         goto out;
1704                 } else if (!node && !next) {
1705                         /*
1706                          * We are past the last allocated chunk, set start at
1707                          * the end of the last extent.
1708                          */
1709                         state = rb_entry(prev, struct extent_state, rb_node);
1710                         *start_ret = state->end + 1;
1711                         *end_ret = -1;
1712                         goto out;
1713                 } else if (!node) {
1714                         node = next;
1715                 }
1716                 /*
1717                  * At this point 'node' either contains 'start' or start is
1718                  * before 'node'
1719                  */
1720                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1721
1722                 if (in_range(start, state->start, state->end - state->start + 1)) {
1723                         if (state->state & bits) {
1724                                 /*
1725                                  * |--range with bits sets--|
1726                                  *    |
1727                                  *    start
1728                                  */
1729                                 start = state->end + 1;
1730                         } else {
1731                                 /*
1732                                  * 'start' falls within a range that doesn't
1733                                  * have the bits set, so take its start as
1734                                  * the beginning of the desired range
1735                                  *
1736                                  * |--range with bits cleared----|
1737                                  *      |
1738                                  *      start
1739                                  */
1740                                 *start_ret = state->start;
1741                                 break;
1742                         }
1743                 } else {
1744                         /*
1745                          * |---prev range---|---hole/unset---|---node range---|
1746                          *                          |
1747                          *                        start
1748                          *
1749                          *                        or
1750                          *
1751                          * |---hole/unset--||--first node--|
1752                          * 0   |
1753                          *    start
1754                          */
1755                         if (prev) {
1756                                 state = rb_entry(prev, struct extent_state,
1757                                                  rb_node);
1758                                 *start_ret = state->end + 1;
1759                         } else {
1760                                 *start_ret = 0;
1761                         }
1762                         break;
1763                 }
1764         }
1765
1766         /*
1767          * Find the longest stretch from start until an entry which has the
1768          * bits set
1769          */
1770         while (1) {
1771                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1772                 if (state->end >= start && !(state->state & bits)) {
1773                         *end_ret = state->end;
1774                 } else {
1775                         *end_ret = state->start - 1;
1776                         break;
1777                 }
1778
1779                 node = rb_next(node);
1780                 if (!node)
1781                         break;
1782         }
1783 out:
1784         spin_unlock(&tree->lock);
1785 }
1786
1787 /*
1788  * find a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, not
1789  * more than 'max_bytes'.  start and end are used to return the range,
1790  *
1791  * true is returned if we find something, false if nothing was in the tree
1792  */
1793 bool btrfs_find_delalloc_range(struct extent_io_tree *tree, u64 *start,
1794                                u64 *end, u64 max_bytes,
1795                                struct extent_state **cached_state)
1796 {
1797         struct rb_node *node;
1798         struct extent_state *state;
1799         u64 cur_start = *start;
1800         bool found = false;
1801         u64 total_bytes = 0;
1802
1803         spin_lock(&tree->lock);
1804
1805         /*
1806          * this search will find all the extents that end after
1807          * our range starts.
1808          */
1809         node = tree_search(tree, cur_start);
1810         if (!node) {
1811                 *end = (u64)-1;
1812                 goto out;
1813         }
1814
1815         while (1) {
1816                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
1817                 if (found && (state->start != cur_start ||
1818                               (state->state & EXTENT_BOUNDARY))) {
1819                         goto out;
1820                 }
1821                 if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC)) {
1822                         if (!found)
1823                                 *end = state->end;
1824                         goto out;
1825                 }
1826                 if (!found) {
1827                         *start = state->start;
1828                         *cached_state = state;
1829                         refcount_inc(&state->refs);
1830                 }
1831                 found = true;
1832                 *end = state->end;
1833                 cur_start = state->end + 1;
1834                 node = rb_next(node);
1835                 total_bytes += state->end - state->start + 1;
1836                 if (total_bytes >= max_bytes)
1837                         break;
1838                 if (!node)
1839                         break;
1840         }
1841 out:
1842         spin_unlock(&tree->lock);
1843         return found;
1844 }
1845
1846 /*
1847  * Process one page for __process_pages_contig().
1848  *
1849  * Return >0 if we hit @page == @locked_page.
1850  * Return 0 if we updated the page status.
1851  * Return -EGAIN if the we need to try again.
1852  * (For PAGE_LOCK case but got dirty page or page not belong to mapping)
1853  */
1854 static int process_one_page(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1855                             struct address_space *mapping,
1856                             struct page *page, struct page *locked_page,
1857                             unsigned long page_ops, u64 start, u64 end)
1858 {
1859         u32 len;
1860
1861         ASSERT(end + 1 - start != 0 && end + 1 - start < U32_MAX);
1862         len = end + 1 - start;
1863
1864         if (page_ops & PAGE_SET_ORDERED)
1865                 btrfs_page_clamp_set_ordered(fs_info, page, start, len);
1866         if (page_ops & PAGE_SET_ERROR)
1867                 btrfs_page_clamp_set_error(fs_info, page, start, len);
1868         if (page_ops & PAGE_START_WRITEBACK) {
1869                 btrfs_page_clamp_clear_dirty(fs_info, page, start, len);
1870                 btrfs_page_clamp_set_writeback(fs_info, page, start, len);
1871         }
1872         if (page_ops & PAGE_END_WRITEBACK)
1873                 btrfs_page_clamp_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
1874
1875         if (page == locked_page)
1876                 return 1;
1877
1878         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
1879                 int ret;
1880
1881                 ret = btrfs_page_start_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1882                 if (ret)
1883                         return ret;
1884                 if (!PageDirty(page) || page->mapping != mapping) {
1885                         btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1886                         return -EAGAIN;
1887                 }
1888         }
1889         if (page_ops & PAGE_UNLOCK)
1890                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
1891         return 0;
1892 }
1893
1894 static int __process_pages_contig(struct address_space *mapping,
1895                                   struct page *locked_page,
1896                                   u64 start, u64 end, unsigned long page_ops,
1897                                   u64 *processed_end)
1898 {
1899         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(mapping->host->i_sb);
1900         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
1901         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1902         pgoff_t index = start_index;
1903         unsigned long nr_pages = end_index - start_index + 1;
1904         unsigned long pages_processed = 0;
1905         struct page *pages[16];
1906         int err = 0;
1907         int i;
1908
1909         if (page_ops & PAGE_LOCK) {
1910                 ASSERT(page_ops == PAGE_LOCK);
1911                 ASSERT(processed_end && *processed_end == start);
1912         }
1913
1914         if ((page_ops & PAGE_SET_ERROR) && nr_pages > 0)
1915                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
1916
1917         while (nr_pages > 0) {
1918                 int found_pages;
1919
1920                 found_pages = find_get_pages_contig(mapping, index,
1921                                      min_t(unsigned long,
1922                                      nr_pages, ARRAY_SIZE(pages)), pages);
1923                 if (found_pages == 0) {
1924                         /*
1925                          * Only if we're going to lock these pages, we can find
1926                          * nothing at @index.
1927                          */
1928                         ASSERT(page_ops & PAGE_LOCK);
1929                         err = -EAGAIN;
1930                         goto out;
1931                 }
1932
1933                 for (i = 0; i < found_pages; i++) {
1934                         int process_ret;
1935
1936                         process_ret = process_one_page(fs_info, mapping,
1937                                         pages[i], locked_page, page_ops,
1938                                         start, end);
1939                         if (process_ret < 0) {
1940                                 for (; i < found_pages; i++)
1941                                         put_page(pages[i]);
1942                                 err = -EAGAIN;
1943                                 goto out;
1944                         }
1945                         put_page(pages[i]);
1946                         pages_processed++;
1947                 }
1948                 nr_pages -= found_pages;
1949                 index += found_pages;
1950                 cond_resched();
1951         }
1952 out:
1953         if (err && processed_end) {
1954                 /*
1955                  * Update @processed_end. I know this is awful since it has
1956                  * two different return value patterns (inclusive vs exclusive).
1957                  *
1958                  * But the exclusive pattern is necessary if @start is 0, or we
1959                  * underflow and check against processed_end won't work as
1960                  * expected.
1961                  */
1962                 if (pages_processed)
1963                         *processed_end = min(end,
1964                         ((u64)(start_index + pages_processed) << PAGE_SHIFT) - 1);
1965                 else
1966                         *processed_end = start;
1967         }
1968         return err;
1969 }
1970
1971 static noinline void __unlock_for_delalloc(struct inode *inode,
1972                                            struct page *locked_page,
1973                                            u64 start, u64 end)
1974 {
1975         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
1976         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
1977
1978         ASSERT(locked_page);
1979         if (index == locked_page->index && end_index == index)
1980                 return;
1981
1982         __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, start, end,
1983                                PAGE_UNLOCK, NULL);
1984 }
1985
1986 static noinline int lock_delalloc_pages(struct inode *inode,
1987                                         struct page *locked_page,
1988                                         u64 delalloc_start,
1989                                         u64 delalloc_end)
1990 {
1991         unsigned long index = delalloc_start >> PAGE_SHIFT;
1992         unsigned long end_index = delalloc_end >> PAGE_SHIFT;
1993         u64 processed_end = delalloc_start;
1994         int ret;
1995
1996         ASSERT(locked_page);
1997         if (index == locked_page->index && index == end_index)
1998                 return 0;
1999
2000         ret = __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, delalloc_start,
2001                                      delalloc_end, PAGE_LOCK, &processed_end);
2002         if (ret == -EAGAIN && processed_end > delalloc_start)
2003                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page, delalloc_start,
2004                                       processed_end);
2005         return ret;
2006 }
2007
2008 /*
2009  * Find and lock a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, no
2010  * more than @max_bytes.
2011  *
2012  * @start:      The original start bytenr to search.
2013  *              Will store the extent range start bytenr.
2014  * @end:        The original end bytenr of the search range
2015  *              Will store the extent range end bytenr.
2016  *
2017  * Return true if we find a delalloc range which starts inside the original
2018  * range, and @start/@end will store the delalloc range start/end.
2019  *
2020  * Return false if we can't find any delalloc range which starts inside the
2021  * original range, and @start/@end will be the non-delalloc range start/end.
2022  */
2023 EXPORT_FOR_TESTS
2024 noinline_for_stack bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
2025                                     struct page *locked_page, u64 *start,
2026                                     u64 *end)
2027 {
2028         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2029         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2030         const u64 orig_start = *start;
2031         const u64 orig_end = *end;
2032         /* The sanity tests may not set a valid fs_info. */
2033         u64 max_bytes = fs_info ? fs_info->max_extent_size : BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
2034         u64 delalloc_start;
2035         u64 delalloc_end;
2036         bool found;
2037         struct extent_state *cached_state = NULL;
2038         int ret;
2039         int loops = 0;
2040
2041         /* Caller should pass a valid @end to indicate the search range end */
2042         ASSERT(orig_end > orig_start);
2043
2044         /* The range should at least cover part of the page */
2045         ASSERT(!(orig_start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE ||
2046                  orig_end <= page_offset(locked_page)));
2047 again:
2048         /* step one, find a bunch of delalloc bytes starting at start */
2049         delalloc_start = *start;
2050         delalloc_end = 0;
2051         found = btrfs_find_delalloc_range(tree, &delalloc_start, &delalloc_end,
2052                                           max_bytes, &cached_state);
2053         if (!found || delalloc_end <= *start || delalloc_start > orig_end) {
2054                 *start = delalloc_start;
2055
2056                 /* @delalloc_end can be -1, never go beyond @orig_end */
2057                 *end = min(delalloc_end, orig_end);
2058                 free_extent_state(cached_state);
2059                 return false;
2060         }
2061
2062         /*
2063          * start comes from the offset of locked_page.  We have to lock
2064          * pages in order, so we can't process delalloc bytes before
2065          * locked_page
2066          */
2067         if (delalloc_start < *start)
2068                 delalloc_start = *start;
2069
2070         /*
2071          * make sure to limit the number of pages we try to lock down
2072          */
2073         if (delalloc_end + 1 - delalloc_start > max_bytes)
2074                 delalloc_end = delalloc_start + max_bytes - 1;
2075
2076         /* step two, lock all the pages after the page that has start */
2077         ret = lock_delalloc_pages(inode, locked_page,
2078                                   delalloc_start, delalloc_end);
2079         ASSERT(!ret || ret == -EAGAIN);
2080         if (ret == -EAGAIN) {
2081                 /* some of the pages are gone, lets avoid looping by
2082                  * shortening the size of the delalloc range we're searching
2083                  */
2084                 free_extent_state(cached_state);
2085                 cached_state = NULL;
2086                 if (!loops) {
2087                         max_bytes = PAGE_SIZE;
2088                         loops = 1;
2089                         goto again;
2090                 } else {
2091                         found = false;
2092                         goto out_failed;
2093                 }
2094         }
2095
2096         /* step three, lock the state bits for the whole range */
2097         lock_extent_bits(tree, delalloc_start, delalloc_end, &cached_state);
2098
2099         /* then test to make sure it is all still delalloc */
2100         ret = test_range_bit(tree, delalloc_start, delalloc_end,
2101                              EXTENT_DELALLOC, 1, cached_state);
2102         if (!ret) {
2103                 unlock_extent_cached(tree, delalloc_start, delalloc_end,
2104                                      &cached_state);
2105                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page,
2106                               delalloc_start, delalloc_end);
2107                 cond_resched();
2108                 goto again;
2109         }
2110         free_extent_state(cached_state);
2111         *start = delalloc_start;
2112         *end = delalloc_end;
2113 out_failed:
2114         return found;
2115 }
2116
2117 void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2118                                   struct page *locked_page,
2119                                   u32 clear_bits, unsigned long page_ops)
2120 {
2121         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits, 1, 0, NULL);
2122
2123         __process_pages_contig(inode->vfs_inode.i_mapping, locked_page,
2124                                start, end, page_ops, NULL);
2125 }
2126
2127 /*
2128  * count the number of bytes in the tree that have a given bit(s)
2129  * set.  This can be fairly slow, except for EXTENT_DIRTY which is
2130  * cached.  The total number found is returned.
2131  */
2132 u64 count_range_bits(struct extent_io_tree *tree,
2133                      u64 *start, u64 search_end, u64 max_bytes,
2134                      u32 bits, int contig)
2135 {
2136         struct rb_node *node;
2137         struct extent_state *state;
2138         u64 cur_start = *start;
2139         u64 total_bytes = 0;
2140         u64 last = 0;
2141         int found = 0;
2142
2143         if (WARN_ON(search_end <= cur_start))
2144                 return 0;
2145
2146         spin_lock(&tree->lock);
2147         if (cur_start == 0 && bits == EXTENT_DIRTY) {
2148                 total_bytes = tree->dirty_bytes;
2149                 goto out;
2150         }
2151         /*
2152          * this search will find all the extents that end after
2153          * our range starts.
2154          */
2155         node = tree_search(tree, cur_start);
2156         if (!node)
2157                 goto out;
2158
2159         while (1) {
2160                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2161                 if (state->start > search_end)
2162                         break;
2163                 if (contig && found && state->start > last + 1)
2164                         break;
2165                 if (state->end >= cur_start && (state->state & bits) == bits) {
2166                         total_bytes += min(search_end, state->end) + 1 -
2167                                        max(cur_start, state->start);
2168                         if (total_bytes >= max_bytes)
2169                                 break;
2170                         if (!found) {
2171                                 *start = max(cur_start, state->start);
2172                                 found = 1;
2173                         }
2174                         last = state->end;
2175                 } else if (contig && found) {
2176                         break;
2177                 }
2178                 node = rb_next(node);
2179                 if (!node)
2180                         break;
2181         }
2182 out:
2183         spin_unlock(&tree->lock);
2184         return total_bytes;
2185 }
2186
2187 /*
2188  * set the private field for a given byte offset in the tree.  If there isn't
2189  * an extent_state there already, this does nothing.
2190  */
2191 int set_state_failrec(struct extent_io_tree *tree, u64 start,
2192                       struct io_failure_record *failrec)
2193 {
2194         struct rb_node *node;
2195         struct extent_state *state;
2196         int ret = 0;
2197
2198         spin_lock(&tree->lock);
2199         /*
2200          * this search will find all the extents that end after
2201          * our range starts.
2202          */
2203         node = tree_search(tree, start);
2204         if (!node) {
2205                 ret = -ENOENT;
2206                 goto out;
2207         }
2208         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2209         if (state->start != start) {
2210                 ret = -ENOENT;
2211                 goto out;
2212         }
2213         state->failrec = failrec;
2214 out:
2215         spin_unlock(&tree->lock);
2216         return ret;
2217 }
2218
2219 struct io_failure_record *get_state_failrec(struct extent_io_tree *tree, u64 start)
2220 {
2221         struct rb_node *node;
2222         struct extent_state *state;
2223         struct io_failure_record *failrec;
2224
2225         spin_lock(&tree->lock);
2226         /*
2227          * this search will find all the extents that end after
2228          * our range starts.
2229          */
2230         node = tree_search(tree, start);
2231         if (!node) {
2232                 failrec = ERR_PTR(-ENOENT);
2233                 goto out;
2234         }
2235         state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2236         if (state->start != start) {
2237                 failrec = ERR_PTR(-ENOENT);
2238                 goto out;
2239         }
2240
2241         failrec = state->failrec;
2242 out:
2243         spin_unlock(&tree->lock);
2244         return failrec;
2245 }
2246
2247 /*
2248  * searches a range in the state tree for a given mask.
2249  * If 'filled' == 1, this returns 1 only if every extent in the tree
2250  * has the bits set.  Otherwise, 1 is returned if any bit in the
2251  * range is found set.
2252  */
2253 int test_range_bit(struct extent_io_tree *tree, u64 start, u64 end,
2254                    u32 bits, int filled, struct extent_state *cached)
2255 {
2256         struct extent_state *state = NULL;
2257         struct rb_node *node;
2258         int bitset = 0;
2259
2260         spin_lock(&tree->lock);
2261         if (cached && extent_state_in_tree(cached) && cached->start <= start &&
2262             cached->end > start)
2263                 node = &cached->rb_node;
2264         else
2265                 node = tree_search(tree, start);
2266         while (node && start <= end) {
2267                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
2268
2269                 if (filled && state->start > start) {
2270                         bitset = 0;
2271                         break;
2272                 }
2273
2274                 if (state->start > end)
2275                         break;
2276
2277                 if (state->state & bits) {
2278                         bitset = 1;
2279                         if (!filled)
2280                                 break;
2281                 } else if (filled) {
2282                         bitset = 0;
2283                         break;
2284                 }
2285
2286                 if (state->end == (u64)-1)
2287                         break;
2288
2289                 start = state->end + 1;
2290                 if (start > end)
2291                         break;
2292                 node = rb_next(node);
2293                 if (!node) {
2294                         if (filled)
2295                                 bitset = 0;
2296                         break;
2297                 }
2298         }
2299         spin_unlock(&tree->lock);
2300         return bitset;
2301 }
2302
2303 int free_io_failure(struct extent_io_tree *failure_tree,
2304                     struct extent_io_tree *io_tree,
2305                     struct io_failure_record *rec)
2306 {
2307         int ret;
2308         int err = 0;
2309
2310         set_state_failrec(failure_tree, rec->start, NULL);
2311         ret = clear_extent_bits(failure_tree, rec->start,
2312                                 rec->start + rec->len - 1,
2313                                 EXTENT_LOCKED | EXTENT_DIRTY);
2314         if (ret)
2315                 err = ret;
2316
2317         ret = clear_extent_bits(io_tree, rec->start,
2318                                 rec->start + rec->len - 1,
2319                                 EXTENT_DAMAGED);
2320         if (ret && !err)
2321                 err = ret;
2322
2323         kfree(rec);
2324         return err;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * this bypasses the standard btrfs submit functions deliberately, as
2329  * the standard behavior is to write all copies in a raid setup. here we only
2330  * want to write the one bad copy. so we do the mapping for ourselves and issue
2331  * submit_bio directly.
2332  * to avoid any synchronization issues, wait for the data after writing, which
2333  * actually prevents the read that triggered the error from finishing.
2334  * currently, there can be no more than two copies of every data bit. thus,
2335  * exactly one rewrite is required.
2336  */
2337 static int repair_io_failure(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 ino, u64 start,
2338                              u64 length, u64 logical, struct page *page,
2339                              unsigned int pg_offset, int mirror_num)
2340 {
2341         struct btrfs_device *dev;
2342         struct bio_vec bvec;
2343         struct bio bio;
2344         u64 map_length = 0;
2345         u64 sector;
2346         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
2347         int ret = 0;
2348
2349         ASSERT(!(fs_info->sb->s_flags & SB_RDONLY));
2350         BUG_ON(!mirror_num);
2351
2352         if (btrfs_repair_one_zone(fs_info, logical))
2353                 return 0;
2354
2355         map_length = length;
2356
2357         /*
2358          * Avoid races with device replace and make sure our bioc has devices
2359          * associated to its stripes that don't go away while we are doing the
2360          * read repair operation.
2361          */
2362         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
2363         if (btrfs_is_parity_mirror(fs_info, logical, length)) {
2364                 /*
2365                  * Note that we don't use BTRFS_MAP_WRITE because it's supposed
2366                  * to update all raid stripes, but here we just want to correct
2367                  * bad stripe, thus BTRFS_MAP_READ is abused to only get the bad
2368                  * stripe's dev and sector.
2369                  */
2370                 ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_READ, logical,
2371                                       &map_length, &bioc, 0);
2372                 if (ret)
2373                         goto out_counter_dec;
2374                 ASSERT(bioc->mirror_num == 1);
2375         } else {
2376                 ret = btrfs_map_block(fs_info, BTRFS_MAP_WRITE, logical,
2377                                       &map_length, &bioc, mirror_num);
2378                 if (ret)
2379                         goto out_counter_dec;
2380                 BUG_ON(mirror_num != bioc->mirror_num);
2381         }
2382
2383         sector = bioc->stripes[bioc->mirror_num - 1].physical >> 9;
2384         dev = bioc->stripes[bioc->mirror_num - 1].dev;
2385         btrfs_put_bioc(bioc);
2386
2387         if (!dev || !dev->bdev ||
2388             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &dev->dev_state)) {
2389                 ret = -EIO;
2390                 goto out_counter_dec;
2391         }
2392
2393         bio_init(&bio, dev->bdev, &bvec, 1, REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC);
2394         bio.bi_iter.bi_sector = sector;
2395         __bio_add_page(&bio, page, length, pg_offset);
2396
2397         btrfsic_check_bio(&bio);
2398         ret = submit_bio_wait(&bio);
2399         if (ret) {
2400                 /* try to remap that extent elsewhere? */
2401                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
2402                 goto out_bio_uninit;
2403         }
2404
2405         btrfs_info_rl_in_rcu(fs_info,
2406                 "read error corrected: ino %llu off %llu (dev %s sector %llu)",
2407                                   ino, start,
2408                                   rcu_str_deref(dev->name), sector);
2409         ret = 0;
2410
2411 out_bio_uninit:
2412         bio_uninit(&bio);
2413 out_counter_dec:
2414         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
2415         return ret;
2416 }
2417
2418 int btrfs_repair_eb_io_failure(const struct extent_buffer *eb, int mirror_num)
2419 {
2420         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
2421         u64 start = eb->start;
2422         int i, num_pages = num_extent_pages(eb);
2423         int ret = 0;
2424
2425         if (sb_rdonly(fs_info->sb))
2426                 return -EROFS;
2427
2428         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
2429                 struct page *p = eb->pages[i];
2430
2431                 ret = repair_io_failure(fs_info, 0, start, PAGE_SIZE, start, p,
2432                                         start - page_offset(p), mirror_num);
2433                 if (ret)
2434                         break;
2435                 start += PAGE_SIZE;
2436         }
2437
2438         return ret;
2439 }
2440
2441 static int next_mirror(const struct io_failure_record *failrec, int cur_mirror)
2442 {
2443         if (cur_mirror == failrec->num_copies)
2444                 return cur_mirror + 1 - failrec->num_copies;
2445         return cur_mirror + 1;
2446 }
2447
2448 static int prev_mirror(const struct io_failure_record *failrec, int cur_mirror)
2449 {
2450         if (cur_mirror == 1)
2451                 return failrec->num_copies;
2452         return cur_mirror - 1;
2453 }
2454
2455 /*
2456  * each time an IO finishes, we do a fast check in the IO failure tree
2457  * to see if we need to process or clean up an io_failure_record
2458  */
2459 int clean_io_failure(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2460                      struct extent_io_tree *failure_tree,
2461                      struct extent_io_tree *io_tree, u64 start,
2462                      struct page *page, u64 ino, unsigned int pg_offset)
2463 {
2464         u64 private;
2465         struct io_failure_record *failrec;
2466         struct extent_state *state;
2467         int mirror;
2468         int ret;
2469
2470         private = 0;
2471         ret = count_range_bits(failure_tree, &private, (u64)-1, 1,
2472                                EXTENT_DIRTY, 0);
2473         if (!ret)
2474                 return 0;
2475
2476         failrec = get_state_failrec(failure_tree, start);
2477         if (IS_ERR(failrec))
2478                 return 0;
2479
2480         BUG_ON(!failrec->this_mirror);
2481
2482         if (sb_rdonly(fs_info->sb))
2483                 goto out;
2484
2485         spin_lock(&io_tree->lock);
2486         state = find_first_extent_bit_state(io_tree,
2487                                             failrec->start,
2488                                             EXTENT_LOCKED);
2489         spin_unlock(&io_tree->lock);
2490
2491         if (!state || state->start > failrec->start ||
2492             state->end < failrec->start + failrec->len - 1)
2493                 goto out;
2494
2495         mirror = failrec->this_mirror;
2496         do {
2497                 mirror = prev_mirror(failrec, mirror);
2498                 repair_io_failure(fs_info, ino, start, failrec->len,
2499                                   failrec->logical, page, pg_offset, mirror);
2500         } while (mirror != failrec->failed_mirror);
2501
2502 out:
2503         free_io_failure(failure_tree, io_tree, failrec);
2504         return 0;
2505 }
2506
2507 /*
2508  * Can be called when
2509  * - hold extent lock
2510  * - under ordered extent
2511  * - the inode is freeing
2512  */
2513 void btrfs_free_io_failure_record(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2514 {
2515         struct extent_io_tree *failure_tree = &inode->io_failure_tree;
2516         struct io_failure_record *failrec;
2517         struct extent_state *state, *next;
2518
2519         if (RB_EMPTY_ROOT(&failure_tree->state))
2520                 return;
2521
2522         spin_lock(&failure_tree->lock);
2523         state = find_first_extent_bit_state(failure_tree, start, EXTENT_DIRTY);
2524         while (state) {
2525                 if (state->start > end)
2526                         break;
2527
2528                 ASSERT(state->end <= end);
2529
2530                 next = next_state(state);
2531
2532                 failrec = state->failrec;
2533                 free_extent_state(state);
2534                 kfree(failrec);
2535
2536                 state = next;
2537         }
2538         spin_unlock(&failure_tree->lock);
2539 }
2540
2541 static struct io_failure_record *btrfs_get_io_failure_record(struct inode *inode,
2542                                                              struct btrfs_bio *bbio,
2543                                                              unsigned int bio_offset)
2544 {
2545         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2546         u64 start = bbio->file_offset + bio_offset;
2547         struct io_failure_record *failrec;
2548         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
2549         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2550         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2551         int ret;
2552
2553         failrec = get_state_failrec(failure_tree, start);
2554         if (!IS_ERR(failrec)) {
2555                 btrfs_debug(fs_info,
2556         "Get IO Failure Record: (found) logical=%llu, start=%llu, len=%llu",
2557                         failrec->logical, failrec->start, failrec->len);
2558                 /*
2559                  * when data can be on disk more than twice, add to failrec here
2560                  * (e.g. with a list for failed_mirror) to make
2561                  * clean_io_failure() clean all those errors at once.
2562                  */
2563                 ASSERT(failrec->this_mirror == bbio->mirror_num);
2564                 ASSERT(failrec->len == fs_info->sectorsize);
2565                 return failrec;
2566         }
2567
2568         failrec = kzalloc(sizeof(*failrec), GFP_NOFS);
2569         if (!failrec)
2570                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2571
2572         failrec->start = start;
2573         failrec->len = sectorsize;
2574         failrec->failed_mirror = bbio->mirror_num;
2575         failrec->this_mirror = bbio->mirror_num;
2576         failrec->logical = (bbio->iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) + bio_offset;
2577
2578         btrfs_debug(fs_info,
2579                     "new io failure record logical %llu start %llu",
2580                     failrec->logical, start);
2581
2582         failrec->num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, failrec->logical, sectorsize);
2583         if (failrec->num_copies == 1) {
2584                 /*
2585                  * We only have a single copy of the data, so don't bother with
2586                  * all the retry and error correction code that follows. No
2587                  * matter what the error is, it is very likely to persist.
2588                  */
2589                 btrfs_debug(fs_info,
2590                         "cannot repair logical %llu num_copies %d",
2591                         failrec->logical, failrec->num_copies);
2592                 kfree(failrec);
2593                 return ERR_PTR(-EIO);
2594         }
2595
2596         /* Set the bits in the private failure tree */
2597         ret = set_extent_bits(failure_tree, start, start + sectorsize - 1,
2598                               EXTENT_LOCKED | EXTENT_DIRTY);
2599         if (ret >= 0) {
2600                 ret = set_state_failrec(failure_tree, start, failrec);
2601                 /* Set the bits in the inode's tree */
2602                 ret = set_extent_bits(tree, start, start + sectorsize - 1,
2603                                       EXTENT_DAMAGED);
2604         } else if (ret < 0) {
2605                 kfree(failrec);
2606                 return ERR_PTR(ret);
2607         }
2608
2609         return failrec;
2610 }
2611
2612 int btrfs_repair_one_sector(struct inode *inode, struct btrfs_bio *failed_bbio,
2613                             u32 bio_offset, struct page *page, unsigned int pgoff,
2614                             submit_bio_hook_t *submit_bio_hook)
2615 {
2616         u64 start = failed_bbio->file_offset + bio_offset;
2617         struct io_failure_record *failrec;
2618         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2619         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
2620         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
2621         struct bio *failed_bio = &failed_bbio->bio;
2622         const int icsum = bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits;
2623         struct bio *repair_bio;
2624         struct btrfs_bio *repair_bbio;
2625
2626         btrfs_debug(fs_info,
2627                    "repair read error: read error at %llu", start);
2628
2629         BUG_ON(bio_op(failed_bio) == REQ_OP_WRITE);
2630
2631         failrec = btrfs_get_io_failure_record(inode, failed_bbio, bio_offset);
2632         if (IS_ERR(failrec))
2633                 return PTR_ERR(failrec);
2634
2635         /*
2636          * There are two premises:
2637          * a) deliver good data to the caller
2638          * b) correct the bad sectors on disk
2639          *
2640          * Since we're only doing repair for one sector, we only need to get
2641          * a good copy of the failed sector and if we succeed, we have setup
2642          * everything for repair_io_failure to do the rest for us.
2643          */
2644         failrec->this_mirror = next_mirror(failrec, failrec->this_mirror);
2645         if (failrec->this_mirror == failrec->failed_mirror) {
2646                 btrfs_debug(fs_info,
2647                         "failed to repair num_copies %d this_mirror %d failed_mirror %d",
2648                         failrec->num_copies, failrec->this_mirror, failrec->failed_mirror);
2649                 free_io_failure(failure_tree, tree, failrec);
2650                 return -EIO;
2651         }
2652
2653         repair_bio = btrfs_bio_alloc(1);
2654         repair_bbio = btrfs_bio(repair_bio);
2655         repair_bbio->file_offset = start;
2656         repair_bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2657         repair_bio->bi_end_io = failed_bio->bi_end_io;
2658         repair_bio->bi_iter.bi_sector = failrec->logical >> 9;
2659         repair_bio->bi_private = failed_bio->bi_private;
2660
2661         if (failed_bbio->csum) {
2662                 const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
2663
2664                 repair_bbio->csum = repair_bbio->csum_inline;
2665                 memcpy(repair_bbio->csum,
2666                        failed_bbio->csum + csum_size * icsum, csum_size);
2667         }
2668
2669         bio_add_page(repair_bio, page, failrec->len, pgoff);
2670         repair_bbio->iter = repair_bio->bi_iter;
2671
2672         btrfs_debug(btrfs_sb(inode->i_sb),
2673                     "repair read error: submitting new read to mirror %d",
2674                     failrec->this_mirror);
2675
2676         /*
2677          * At this point we have a bio, so any errors from submit_bio_hook()
2678          * will be handled by the endio on the repair_bio, so we can't return an
2679          * error here.
2680          */
2681         submit_bio_hook(inode, repair_bio, failrec->this_mirror, 0);
2682         return BLK_STS_OK;
2683 }
2684
2685 static void end_page_read(struct page *page, bool uptodate, u64 start, u32 len)
2686 {
2687         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
2688
2689         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
2690                start + len <= page_offset(page) + PAGE_SIZE);
2691
2692         if (uptodate) {
2693                 if (fsverity_active(page->mapping->host) &&
2694                     !PageError(page) &&
2695                     !PageUptodate(page) &&
2696                     start < i_size_read(page->mapping->host) &&
2697                     !fsverity_verify_page(page)) {
2698                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
2699                 } else {
2700                         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
2701                 }
2702         } else {
2703                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
2704                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
2705         }
2706
2707         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
2708                 unlock_page(page);
2709         else
2710                 btrfs_subpage_end_reader(fs_info, page, start, len);
2711 }
2712
2713 static void end_sector_io(struct page *page, u64 offset, bool uptodate)
2714 {
2715         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
2716         const u32 sectorsize = inode->root->fs_info->sectorsize;
2717         struct extent_state *cached = NULL;
2718
2719         end_page_read(page, uptodate, offset, sectorsize);
2720         if (uptodate)
2721                 set_extent_uptodate(&inode->io_tree, offset,
2722                                     offset + sectorsize - 1, &cached, GFP_ATOMIC);
2723         unlock_extent_cached_atomic(&inode->io_tree, offset,
2724                                     offset + sectorsize - 1, &cached);
2725 }
2726
2727 static void submit_data_read_repair(struct inode *inode,
2728                                     struct btrfs_bio *failed_bbio,
2729                                     u32 bio_offset, const struct bio_vec *bvec,
2730                                     unsigned int error_bitmap)
2731 {
2732         const unsigned int pgoff = bvec->bv_offset;
2733         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2734         struct page *page = bvec->bv_page;
2735         const u64 start = page_offset(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset;
2736         const u64 end = start + bvec->bv_len - 1;
2737         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2738         const int nr_bits = (end + 1 - start) >> fs_info->sectorsize_bits;
2739         int i;
2740
2741         BUG_ON(bio_op(&failed_bbio->bio) == REQ_OP_WRITE);
2742
2743         /* This repair is only for data */
2744         ASSERT(is_data_inode(inode));
2745
2746         /* We're here because we had some read errors or csum mismatch */
2747         ASSERT(error_bitmap);
2748
2749         /*
2750          * We only get called on buffered IO, thus page must be mapped and bio
2751          * must not be cloned.
2752          */
2753         ASSERT(page->mapping && !bio_flagged(&failed_bbio->bio, BIO_CLONED));
2754
2755         /* Iterate through all the sectors in the range */
2756         for (i = 0; i < nr_bits; i++) {
2757                 const unsigned int offset = i * sectorsize;
2758                 bool uptodate = false;
2759                 int ret;
2760
2761                 if (!(error_bitmap & (1U << i))) {
2762                         /*
2763                          * This sector has no error, just end the page read
2764                          * and unlock the range.
2765                          */
2766                         uptodate = true;
2767                         goto next;
2768                 }
2769
2770                 ret = btrfs_repair_one_sector(inode, failed_bbio,
2771                                 bio_offset + offset, page, pgoff + offset,
2772                                 btrfs_submit_data_read_bio);
2773                 if (!ret) {
2774                         /*
2775                          * We have submitted the read repair, the page release
2776                          * will be handled by the endio function of the
2777                          * submitted repair bio.
2778                          * Thus we don't need to do any thing here.
2779                          */
2780                         continue;
2781                 }
2782                 /*
2783                  * Continue on failed repair, otherwise the remaining sectors
2784                  * will not be properly unlocked.
2785                  */
2786 next:
2787                 end_sector_io(page, start + offset, uptodate);
2788         }
2789 }
2790
2791 /* lots and lots of room for performance fixes in the end_bio funcs */
2792
2793 void end_extent_writepage(struct page *page, int err, u64 start, u64 end)
2794 {
2795         struct btrfs_inode *inode;
2796         const bool uptodate = (err == 0);
2797         int ret = 0;
2798
2799         ASSERT(page && page->mapping);
2800         inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
2801         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, start, end, uptodate);
2802
2803         if (!uptodate) {
2804                 const struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2805                 u32 len;
2806
2807                 ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
2808                 len = end + 1 - start;
2809
2810                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
2811                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, len);
2812                 ret = err < 0 ? err : -EIO;
2813                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2814         }
2815 }
2816
2817 /*
2818  * after a writepage IO is done, we need to:
2819  * clear the uptodate bits on error
2820  * clear the writeback bits in the extent tree for this IO
2821  * end_page_writeback if the page has no more pending IO
2822  *
2823  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
2824  * to have one and only one object corresponding to this IO.
2825  */
2826 static void end_bio_extent_writepage(struct bio *bio)
2827 {
2828         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
2829         struct bio_vec *bvec;
2830         u64 start;
2831         u64 end;
2832         struct bvec_iter_all iter_all;
2833         bool first_bvec = true;
2834
2835         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
2836         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
2837                 struct page *page = bvec->bv_page;
2838                 struct inode *inode = page->mapping->host;
2839                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2840                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2841
2842                 /* Our read/write should always be sector aligned. */
2843                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
2844                         btrfs_err(fs_info,
2845                 "partial page write in btrfs with offset %u and length %u",
2846                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
2847                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_len, sectorsize))
2848                         btrfs_info(fs_info,
2849                 "incomplete page write with offset %u and length %u",
2850                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
2851
2852                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
2853                 end = start + bvec->bv_len - 1;
2854
2855                 if (first_bvec) {
2856                         btrfs_record_physical_zoned(inode, start, bio);
2857                         first_bvec = false;
2858                 }
2859
2860                 end_extent_writepage(page, error, start, end);
2861
2862                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, bvec->bv_len);
2863         }
2864
2865         bio_put(bio);
2866 }
2867
2868 /*
2869  * Record previously processed extent range
2870  *
2871  * For endio_readpage_release_extent() to handle a full extent range, reducing
2872  * the extent io operations.
2873  */
2874 struct processed_extent {
2875         struct btrfs_inode *inode;
2876         /* Start of the range in @inode */
2877         u64 start;
2878         /* End of the range in @inode */
2879         u64 end;
2880         bool uptodate;
2881 };
2882
2883 /*
2884  * Try to release processed extent range
2885  *
2886  * May not release the extent range right now if the current range is
2887  * contiguous to processed extent.
2888  *
2889  * Will release processed extent when any of @inode, @uptodate, the range is
2890  * no longer contiguous to the processed range.
2891  *
2892  * Passing @inode == NULL will force processed extent to be released.
2893  */
2894 static void endio_readpage_release_extent(struct processed_extent *processed,
2895                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2896                               bool uptodate)
2897 {
2898         struct extent_state *cached = NULL;
2899         struct extent_io_tree *tree;
2900
2901         /* The first extent, initialize @processed */
2902         if (!processed->inode)
2903                 goto update;
2904
2905         /*
2906          * Contiguous to processed extent, just uptodate the end.
2907          *
2908          * Several things to notice:
2909          *
2910          * - bio can be merged as long as on-disk bytenr is contiguous
2911          *   This means we can have page belonging to other inodes, thus need to
2912          *   check if the inode still matches.
2913          * - bvec can contain range beyond current page for multi-page bvec
2914          *   Thus we need to do processed->end + 1 >= start check
2915          */
2916         if (processed->inode == inode && processed->uptodate == uptodate &&
2917             processed->end + 1 >= start && end >= processed->end) {
2918                 processed->end = end;
2919                 return;
2920         }
2921
2922         tree = &processed->inode->io_tree;
2923         /*
2924          * Now we don't have range contiguous to the processed range, release
2925          * the processed range now.
2926          */
2927         if (processed->uptodate && tree->track_uptodate)
2928                 set_extent_uptodate(tree, processed->start, processed->end,
2929                                     &cached, GFP_ATOMIC);
2930         unlock_extent_cached_atomic(tree, processed->start, processed->end,
2931                                     &cached);
2932
2933 update:
2934         /* Update processed to current range */
2935         processed->inode = inode;
2936         processed->start = start;
2937         processed->end = end;
2938         processed->uptodate = uptodate;
2939 }
2940
2941 static void begin_page_read(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
2942 {
2943         ASSERT(PageLocked(page));
2944         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
2945                 return;
2946
2947         ASSERT(PagePrivate(page));
2948         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Find extent buffer for a givne bytenr.
2953  *
2954  * This is for end_bio_extent_readpage(), thus we can't do any unsafe locking
2955  * in endio context.
2956  */
2957 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_readpage(
2958                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
2959 {
2960         struct extent_buffer *eb;
2961
2962         /*
2963          * For regular sectorsize, we can use page->private to grab extent
2964          * buffer
2965          */
2966         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
2967                 ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
2968                 return (struct extent_buffer *)page->private;
2969         }
2970
2971         /* For subpage case, we need to lookup buffer radix tree */
2972         rcu_read_lock();
2973         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
2974                                bytenr >> fs_info->sectorsize_bits);
2975         rcu_read_unlock();
2976         ASSERT(eb);
2977         return eb;
2978 }
2979
2980 /*
2981  * after a readpage IO is done, we need to:
2982  * clear the uptodate bits on error
2983  * set the uptodate bits if things worked
2984  * set the page up to date if all extents in the tree are uptodate
2985  * clear the lock bit in the extent tree
2986  * unlock the page if there are no other extents locked for it
2987  *
2988  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
2989  * to have one and only one object corresponding to this IO.
2990  */
2991 static void end_bio_extent_readpage(struct bio *bio)
2992 {
2993         struct bio_vec *bvec;
2994         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
2995         struct extent_io_tree *tree, *failure_tree;
2996         struct processed_extent processed = { 0 };
2997         /*
2998          * The offset to the beginning of a bio, since one bio can never be
2999          * larger than UINT_MAX, u32 here is enough.
3000          */
3001         u32 bio_offset = 0;
3002         int mirror;
3003         struct bvec_iter_all iter_all;
3004
3005         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
3006         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
3007                 bool uptodate = !bio->bi_status;
3008                 struct page *page = bvec->bv_page;
3009                 struct inode *inode = page->mapping->host;
3010                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3011                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
3012                 unsigned int error_bitmap = (unsigned int)-1;
3013                 bool repair = false;
3014                 u64 start;
3015                 u64 end;
3016                 u32 len;
3017
3018                 btrfs_debug(fs_info,
3019                         "end_bio_extent_readpage: bi_sector=%llu, err=%d, mirror=%u",
3020                         bio->bi_iter.bi_sector, bio->bi_status,
3021                         bbio->mirror_num);
3022                 tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3023                 failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
3024
3025                 /*
3026                  * We always issue full-sector reads, but if some block in a
3027                  * page fails to read, blk_update_request() will advance
3028                  * bv_offset and adjust bv_len to compensate.  Print a warning
3029                  * for unaligned offsets, and an error if they don't add up to
3030                  * a full sector.
3031                  */
3032                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
3033                         btrfs_err(fs_info,
3034                 "partial page read in btrfs with offset %u and length %u",
3035                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
3036                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset + bvec->bv_len,
3037                                      sectorsize))
3038                         btrfs_info(fs_info,
3039                 "incomplete page read with offset %u and length %u",
3040                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
3041
3042                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
3043                 end = start + bvec->bv_len - 1;
3044                 len = bvec->bv_len;
3045
3046                 mirror = bbio->mirror_num;
3047                 if (likely(uptodate)) {
3048                         if (is_data_inode(inode)) {
3049                                 error_bitmap = btrfs_verify_data_csum(bbio,
3050                                                 bio_offset, page, start, end);
3051                                 if (error_bitmap)
3052                                         uptodate = false;
3053                         } else {
3054                                 if (btrfs_validate_metadata_buffer(bbio,
3055                                                 page, start, end, mirror))
3056                                         uptodate = false;
3057                         }
3058                 }
3059
3060                 if (likely(uptodate)) {
3061                         loff_t i_size = i_size_read(inode);
3062                         pgoff_t end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
3063
3064                         clean_io_failure(BTRFS_I(inode)->root->fs_info,
3065                                          failure_tree, tree, start, page,
3066                                          btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), 0);
3067
3068                         /*
3069                          * Zero out the remaining part if this range straddles
3070                          * i_size.
3071                          *
3072                          * Here we should only zero the range inside the bvec,
3073                          * not touch anything else.
3074                          *
3075                          * NOTE: i_size is exclusive while end is inclusive.
3076                          */
3077                         if (page->index == end_index && i_size <= end) {
3078                                 u32 zero_start = max(offset_in_page(i_size),
3079                                                      offset_in_page(start));
3080
3081                                 zero_user_segment(page, zero_start,
3082                                                   offset_in_page(end) + 1);
3083                         }
3084                 } else if (is_data_inode(inode)) {
3085                         /*
3086                          * Only try to repair bios that actually made it to a
3087                          * device.  If the bio failed to be submitted mirror
3088                          * is 0 and we need to fail it without retrying.
3089                          *
3090                          * This also includes the high level bios for compressed
3091                          * extents - these never make it to a device and repair
3092                          * is already handled on the lower compressed bio.
3093                          */
3094                         if (mirror > 0)
3095                                 repair = true;
3096                 } else {
3097                         struct extent_buffer *eb;
3098
3099                         eb = find_extent_buffer_readpage(fs_info, page, start);
3100                         set_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3101                         eb->read_mirror = mirror;
3102                         atomic_dec(&eb->io_pages);
3103                 }
3104
3105                 if (repair) {
3106                         /*
3107                          * submit_data_read_repair() will handle all the good
3108                          * and bad sectors, we just continue to the next bvec.
3109                          */
3110                         submit_data_read_repair(inode, bbio, bio_offset, bvec,
3111                                                 error_bitmap);
3112                 } else {
3113                         /* Update page status and unlock */
3114                         end_page_read(page, uptodate, start, len);
3115                         endio_readpage_release_extent(&processed, BTRFS_I(inode),
3116                                         start, end, PageUptodate(page));
3117                 }
3118
3119                 ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
3120                 bio_offset += len;
3121
3122         }
3123         /* Release the last extent */
3124         endio_readpage_release_extent(&processed, NULL, 0, 0, false);
3125         btrfs_bio_free_csum(bbio);
3126         bio_put(bio);
3127 }
3128
3129 /**
3130  * Populate every free slot in a provided array with pages.
3131  *
3132  * @nr_pages:   number of pages to allocate
3133  * @page_array: the array to fill with pages; any existing non-null entries in
3134  *              the array will be skipped
3135  *
3136  * Return: 0        if all pages were able to be allocated;
3137  *         -ENOMEM  otherwise, and the caller is responsible for freeing all
3138  *                  non-null page pointers in the array.
3139  */
3140 int btrfs_alloc_page_array(unsigned int nr_pages, struct page **page_array)
3141 {
3142         unsigned int allocated;
3143
3144         for (allocated = 0; allocated < nr_pages;) {
3145                 unsigned int last = allocated;
3146
3147                 allocated = alloc_pages_bulk_array(GFP_NOFS, nr_pages, page_array);
3148
3149                 if (allocated == nr_pages)
3150                         return 0;
3151
3152                 /*
3153                  * During this iteration, no page could be allocated, even
3154                  * though alloc_pages_bulk_array() falls back to alloc_page()
3155                  * if  it could not bulk-allocate. So we must be out of memory.
3156                  */
3157                 if (allocated == last)
3158                         return -ENOMEM;
3159
3160                 memalloc_retry_wait(GFP_NOFS);
3161         }
3162         return 0;
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Initialize the members up to but not including 'bio'. Use after allocating a
3167  * new bio by bio_alloc_bioset as it does not initialize the bytes outside of
3168  * 'bio' because use of __GFP_ZERO is not supported.
3169  */
3170 static inline void btrfs_bio_init(struct btrfs_bio *bbio)
3171 {
3172         memset(bbio, 0, offsetof(struct btrfs_bio, bio));
3173 }
3174
3175 /*
3176  * Allocate a btrfs_io_bio, with @nr_iovecs as maximum number of iovecs.
3177  *
3178  * The bio allocation is backed by bioset and does not fail.
3179  */
3180 struct bio *btrfs_bio_alloc(unsigned int nr_iovecs)
3181 {
3182         struct bio *bio;
3183
3184         ASSERT(0 < nr_iovecs && nr_iovecs <= BIO_MAX_VECS);
3185         bio = bio_alloc_bioset(NULL, nr_iovecs, 0, GFP_NOFS, &btrfs_bioset);
3186         btrfs_bio_init(btrfs_bio(bio));
3187         return bio;
3188 }
3189
3190 struct bio *btrfs_bio_clone_partial(struct bio *orig, u64 offset, u64 size)
3191 {
3192         struct bio *bio;
3193         struct btrfs_bio *bbio;
3194
3195         ASSERT(offset <= UINT_MAX && size <= UINT_MAX);
3196
3197         /* this will never fail when it's backed by a bioset */
3198         bio = bio_alloc_clone(orig->bi_bdev, orig, GFP_NOFS, &btrfs_bioset);
3199         ASSERT(bio);
3200
3201         bbio = btrfs_bio(bio);
3202         btrfs_bio_init(bbio);
3203
3204         bio_trim(bio, offset >> 9, size >> 9);
3205         bbio->iter = bio->bi_iter;
3206         return bio;
3207 }
3208
3209 /**
3210  * Attempt to add a page to bio
3211  *
3212  * @bio_ctrl:   record both the bio, and its bio_flags
3213  * @page:       page to add to the bio
3214  * @disk_bytenr:  offset of the new bio or to check whether we are adding
3215  *                a contiguous page to the previous one
3216  * @size:       portion of page that we want to write
3217  * @pg_offset:  starting offset in the page
3218  * @compress_type:   compression type of the current bio to see if we can merge them
3219  *
3220  * Attempt to add a page to bio considering stripe alignment etc.
3221  *
3222  * Return >= 0 for the number of bytes added to the bio.
3223  * Can return 0 if the current bio is already at stripe/zone boundary.
3224  * Return <0 for error.
3225  */
3226 static int btrfs_bio_add_page(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3227                               struct page *page,
3228                               u64 disk_bytenr, unsigned int size,
3229                               unsigned int pg_offset,
3230                               enum btrfs_compression_type compress_type)
3231 {
3232         struct bio *bio = bio_ctrl->bio;
3233         u32 bio_size = bio->bi_iter.bi_size;
3234         u32 real_size;
3235         const sector_t sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
3236         bool contig;
3237         int ret;
3238
3239         ASSERT(bio);
3240         /* The limit should be calculated when bio_ctrl->bio is allocated */
3241         ASSERT(bio_ctrl->len_to_oe_boundary && bio_ctrl->len_to_stripe_boundary);
3242         if (bio_ctrl->compress_type != compress_type)
3243                 return 0;
3244
3245         if (bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
3246                 contig = bio->bi_iter.bi_sector == sector;
3247         else
3248                 contig = bio_end_sector(bio) == sector;
3249         if (!contig)
3250                 return 0;
3251
3252         real_size = min(bio_ctrl->len_to_oe_boundary,
3253                         bio_ctrl->len_to_stripe_boundary) - bio_size;
3254         real_size = min(real_size, size);
3255
3256         /*
3257          * If real_size is 0, never call bio_add_*_page(), as even size is 0,
3258          * bio will still execute its endio function on the page!
3259          */
3260         if (real_size == 0)
3261                 return 0;
3262
3263         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND)
3264                 ret = bio_add_zone_append_page(bio, page, real_size, pg_offset);
3265         else
3266                 ret = bio_add_page(bio, page, real_size, pg_offset);
3267
3268         return ret;
3269 }
3270
3271 static int calc_bio_boundaries(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3272                                struct btrfs_inode *inode, u64 file_offset)
3273 {
3274         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3275         struct btrfs_io_geometry geom;
3276         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
3277         struct extent_map *em;
3278         u64 logical = (bio_ctrl->bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT);
3279         int ret;
3280
3281         /*
3282          * Pages for compressed extent are never submitted to disk directly,
3283          * thus it has no real boundary, just set them to U32_MAX.
3284          *
3285          * The split happens for real compressed bio, which happens in
3286          * btrfs_submit_compressed_read/write().
3287          */
3288         if (bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
3289                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3290                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
3291                 return 0;
3292         }
3293         em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, fs_info->sectorsize);
3294         if (IS_ERR(em))
3295                 return PTR_ERR(em);
3296         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(bio_ctrl->bio),
3297                                     logical, &geom);
3298         free_extent_map(em);
3299         if (ret < 0) {
3300                 return ret;
3301         }
3302         if (geom.len > U32_MAX)
3303                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = U32_MAX;
3304         else
3305                 bio_ctrl->len_to_stripe_boundary = (u32)geom.len;
3306
3307         if (bio_op(bio_ctrl->bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND) {
3308                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3309                 return 0;
3310         }
3311
3312         /* Ordered extent not yet created, so we're good */
3313         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
3314         if (!ordered) {
3315                 bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
3316                 return 0;
3317         }
3318
3319         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = min_t(u32, U32_MAX,
3320                 ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes - logical);
3321         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
3322         return 0;
3323 }
3324
3325 static int alloc_new_bio(struct btrfs_inode *inode,
3326                          struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3327                          struct writeback_control *wbc,
3328                          blk_opf_t opf,
3329                          bio_end_io_t end_io_func,
3330                          u64 disk_bytenr, u32 offset, u64 file_offset,
3331                          enum btrfs_compression_type compress_type)
3332 {
3333         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3334         struct bio *bio;
3335         int ret;
3336
3337         bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS);
3338         /*
3339          * For compressed page range, its disk_bytenr is always @disk_bytenr
3340          * passed in, no matter if we have added any range into previous bio.
3341          */
3342         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
3343                 bio->bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
3344         else
3345                 bio->bi_iter.bi_sector = (disk_bytenr + offset) >> SECTOR_SHIFT;
3346         bio_ctrl->bio = bio;
3347         bio_ctrl->compress_type = compress_type;
3348         bio->bi_end_io = end_io_func;
3349         bio->bi_opf = opf;
3350         ret = calc_bio_boundaries(bio_ctrl, inode, file_offset);
3351         if (ret < 0)
3352                 goto error;
3353
3354         if (wbc) {
3355                 /*
3356                  * For Zone append we need the correct block_device that we are
3357                  * going to write to set in the bio to be able to respect the
3358                  * hardware limitation.  Look it up here:
3359                  */
3360                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
3361                         struct btrfs_device *dev;
3362
3363                         dev = btrfs_zoned_get_device(fs_info, disk_bytenr,
3364                                                      fs_info->sectorsize);
3365                         if (IS_ERR(dev)) {
3366                                 ret = PTR_ERR(dev);
3367                                 goto error;
3368                         }
3369
3370                         bio_set_dev(bio, dev->bdev);
3371                 } else {
3372                         /*
3373                          * Otherwise pick the last added device to support
3374                          * cgroup writeback.  For multi-device file systems this
3375                          * means blk-cgroup policies have to always be set on the
3376                          * last added/replaced device.  This is a bit odd but has
3377                          * been like that for a long time.
3378                          */
3379                         bio_set_dev(bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
3380                 }
3381                 wbc_init_bio(wbc, bio);
3382         } else {
3383                 ASSERT(bio_op(bio) != REQ_OP_ZONE_APPEND);
3384         }
3385         return 0;
3386 error:
3387         bio_ctrl->bio = NULL;
3388         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
3389         bio_endio(bio);
3390         return ret;
3391 }
3392
3393 /*
3394  * @opf:        bio REQ_OP_* and REQ_* flags as one value
3395  * @wbc:        optional writeback control for io accounting
3396  * @page:       page to add to the bio
3397  * @disk_bytenr: logical bytenr where the write will be
3398  * @size:       portion of page that we want to write to
3399  * @pg_offset:  offset of the new bio or to check whether we are adding
3400  *              a contiguous page to the previous one
3401  * @bio_ret:    must be valid pointer, newly allocated bio will be stored there
3402  * @end_io_func:     end_io callback for new bio
3403  * @mirror_num:      desired mirror to read/write
3404  * @prev_bio_flags:  flags of previous bio to see if we can merge the current one
3405  * @compress_type:   compress type for current bio
3406  */
3407 static int submit_extent_page(blk_opf_t opf,
3408                               struct writeback_control *wbc,
3409                               struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3410                               struct page *page, u64 disk_bytenr,
3411                               size_t size, unsigned long pg_offset,
3412                               bio_end_io_t end_io_func,
3413                               enum btrfs_compression_type compress_type,
3414                               bool force_bio_submit)
3415 {
3416         int ret = 0;
3417         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
3418         unsigned int cur = pg_offset;
3419
3420         ASSERT(bio_ctrl);
3421
3422         ASSERT(pg_offset < PAGE_SIZE && size <= PAGE_SIZE &&
3423                pg_offset + size <= PAGE_SIZE);
3424         if (force_bio_submit)
3425                 submit_one_bio(bio_ctrl);
3426
3427         while (cur < pg_offset + size) {
3428                 u32 offset = cur - pg_offset;
3429                 int added;
3430
3431                 /* Allocate new bio if needed */
3432                 if (!bio_ctrl->bio) {
3433                         ret = alloc_new_bio(inode, bio_ctrl, wbc, opf,
3434                                             end_io_func, disk_bytenr, offset,
3435                                             page_offset(page) + cur,
3436                                             compress_type);
3437                         if (ret < 0)
3438                                 return ret;
3439                 }
3440                 /*
3441                  * We must go through btrfs_bio_add_page() to ensure each
3442                  * page range won't cross various boundaries.
3443                  */
3444                 if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
3445                         added = btrfs_bio_add_page(bio_ctrl, page, disk_bytenr,
3446                                         size - offset, pg_offset + offset,
3447                                         compress_type);
3448                 else
3449                         added = btrfs_bio_add_page(bio_ctrl, page,
3450                                         disk_bytenr + offset, size - offset,
3451                                         pg_offset + offset, compress_type);
3452
3453                 /* Metadata page range should never be split */
3454                 if (!is_data_inode(&inode->vfs_inode))
3455                         ASSERT(added == 0 || added == size - offset);
3456
3457                 /* At least we added some page, update the account */
3458                 if (wbc && added)
3459                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, page, added);
3460
3461                 /* We have reached boundary, submit right now */
3462                 if (added < size - offset) {
3463                         /* The bio should contain some page(s) */
3464                         ASSERT(bio_ctrl->bio->bi_iter.bi_size);
3465                         submit_one_bio(bio_ctrl);
3466                 }
3467                 cur += added;
3468         }
3469         return 0;
3470 }
3471
3472 static int attach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb,
3473                                      struct page *page,
3474                                      struct btrfs_subpage *prealloc)
3475 {
3476         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3477         int ret = 0;
3478
3479         /*
3480          * If the page is mapped to btree inode, we should hold the private
3481          * lock to prevent race.
3482          * For cloned or dummy extent buffers, their pages are not mapped and
3483          * will not race with any other ebs.
3484          */
3485         if (page->mapping)
3486                 lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
3487
3488         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
3489                 if (!PagePrivate(page))
3490                         attach_page_private(page, eb);
3491                 else
3492                         WARN_ON(page->private != (unsigned long)eb);
3493                 return 0;
3494         }
3495
3496         /* Already mapped, just free prealloc */
3497         if (PagePrivate(page)) {
3498                 btrfs_free_subpage(prealloc);
3499                 return 0;
3500         }
3501
3502         if (prealloc)
3503                 /* Has preallocated memory for subpage */
3504                 attach_page_private(page, prealloc);
3505         else
3506                 /* Do new allocation to attach subpage */
3507                 ret = btrfs_attach_subpage(fs_info, page,
3508                                            BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
3509         return ret;
3510 }
3511
3512 int set_page_extent_mapped(struct page *page)
3513 {
3514         struct btrfs_fs_info *fs_info;
3515
3516         ASSERT(page->mapping);
3517
3518         if (PagePrivate(page))
3519                 return 0;
3520
3521         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
3522
3523         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
3524                 return btrfs_attach_subpage(fs_info, page, BTRFS_SUBPAGE_DATA);
3525
3526         attach_page_private(page, (void *)EXTENT_PAGE_PRIVATE);
3527         return 0;
3528 }
3529
3530 void clear_page_extent_mapped(struct page *page)
3531 {
3532         struct btrfs_fs_info *fs_info;
3533
3534         ASSERT(page->mapping);
3535
3536         if (!PagePrivate(page))
3537                 return;
3538
3539         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
3540         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
3541                 return btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3542
3543         detach_page_private(page);
3544 }
3545
3546 static struct extent_map *
3547 __get_extent_map(struct inode *inode, struct page *page, size_t pg_offset,
3548                  u64 start, u64 len, struct extent_map **em_cached)
3549 {
3550         struct extent_map *em;
3551
3552         if (em_cached && *em_cached) {
3553                 em = *em_cached;
3554                 if (extent_map_in_tree(em) && start >= em->start &&
3555                     start < extent_map_end(em)) {
3556                         refcount_inc(&em->refs);
3557                         return em;
3558                 }
3559
3560                 free_extent_map(em);
3561                 *em_cached = NULL;
3562         }
3563
3564         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), page, pg_offset, start, len);
3565         if (em_cached && !IS_ERR(em)) {
3566                 BUG_ON(*em_cached);
3567                 refcount_inc(&em->refs);
3568                 *em_cached = em;
3569         }
3570         return em;
3571 }
3572 /*
3573  * basic readpage implementation.  Locked extent state structs are inserted
3574  * into the tree that are removed when the IO is done (by the end_io
3575  * handlers)
3576  * XXX JDM: This needs looking at to ensure proper page locking
3577  * return 0 on success, otherwise return error
3578  */
3579 static int btrfs_do_readpage(struct page *page, struct extent_map **em_cached,
3580                       struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3581                       blk_opf_t read_flags, u64 *prev_em_start)
3582 {
3583         struct inode *inode = page->mapping->host;
3584         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3585         u64 start = page_offset(page);
3586         const u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3587         u64 cur = start;
3588         u64 extent_offset;
3589         u64 last_byte = i_size_read(inode);
3590         u64 block_start;
3591         u64 cur_end;
3592         struct extent_map *em;
3593         int ret = 0;
3594         size_t pg_offset = 0;
3595         size_t iosize;
3596         size_t blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
3597         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3598
3599         ret = set_page_extent_mapped(page);
3600         if (ret < 0) {
3601                 unlock_extent(tree, start, end);
3602                 btrfs_page_set_error(fs_info, page, start, PAGE_SIZE);
3603                 unlock_page(page);
3604                 goto out;
3605         }
3606
3607         if (page->index == last_byte >> PAGE_SHIFT) {
3608                 size_t zero_offset = offset_in_page(last_byte);
3609
3610                 if (zero_offset) {
3611                         iosize = PAGE_SIZE - zero_offset;
3612                         memzero_page(page, zero_offset, iosize);
3613                 }
3614         }
3615         begin_page_read(fs_info, page);
3616         while (cur <= end) {
3617                 unsigned long this_bio_flag = 0;
3618                 bool force_bio_submit = false;
3619                 u64 disk_bytenr;
3620
3621                 ASSERT(IS_ALIGNED(cur, fs_info->sectorsize));
3622                 if (cur >= last_byte) {
3623                         struct extent_state *cached = NULL;
3624
3625                         iosize = PAGE_SIZE - pg_offset;
3626                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
3627                         set_extent_uptodate(tree, cur, cur + iosize - 1,
3628                                             &cached, GFP_NOFS);
3629                         unlock_extent_cached(tree, cur,
3630                                              cur + iosize - 1, &cached);
3631                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3632                         break;
3633                 }
3634                 em = __get_extent_map(inode, page, pg_offset, cur,
3635                                       end - cur + 1, em_cached);
3636                 if (IS_ERR(em)) {
3637                         unlock_extent(tree, cur, end);
3638                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
3639                         ret = PTR_ERR(em);
3640                         break;
3641                 }
3642                 extent_offset = cur - em->start;
3643                 BUG_ON(extent_map_end(em) <= cur);
3644                 BUG_ON(end < cur);
3645
3646                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
3647                         this_bio_flag = em->compress_type;
3648
3649                 iosize = min(extent_map_end(em) - cur, end - cur + 1);
3650                 cur_end = min(extent_map_end(em) - 1, end);
3651                 iosize = ALIGN(iosize, blocksize);
3652                 if (this_bio_flag != BTRFS_COMPRESS_NONE)
3653                         disk_bytenr = em->block_start;
3654                 else
3655                         disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
3656                 block_start = em->block_start;
3657                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
3658                         block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
3659
3660                 /*
3661                  * If we have a file range that points to a compressed extent
3662                  * and it's followed by a consecutive file range that points
3663                  * to the same compressed extent (possibly with a different
3664                  * offset and/or length, so it either points to the whole extent
3665                  * or only part of it), we must make sure we do not submit a
3666                  * single bio to populate the pages for the 2 ranges because
3667                  * this makes the compressed extent read zero out the pages
3668                  * belonging to the 2nd range. Imagine the following scenario:
3669                  *
3670                  *  File layout
3671                  *  [0 - 8K]                     [8K - 24K]
3672                  *    |                               |
3673                  *    |                               |
3674                  * points to extent X,         points to extent X,
3675                  * offset 4K, length of 8K     offset 0, length 16K
3676                  *
3677                  * [extent X, compressed length = 4K uncompressed length = 16K]
3678                  *
3679                  * If the bio to read the compressed extent covers both ranges,
3680                  * it will decompress extent X into the pages belonging to the
3681                  * first range and then it will stop, zeroing out the remaining
3682                  * pages that belong to the other range that points to extent X.
3683                  * So here we make sure we submit 2 bios, one for the first
3684                  * range and another one for the third range. Both will target
3685                  * the same physical extent from disk, but we can't currently
3686                  * make the compressed bio endio callback populate the pages
3687                  * for both ranges because each compressed bio is tightly
3688                  * coupled with a single extent map, and each range can have
3689                  * an extent map with a different offset value relative to the
3690                  * uncompressed data of our extent and different lengths. This
3691                  * is a corner case so we prioritize correctness over
3692                  * non-optimal behavior (submitting 2 bios for the same extent).
3693                  */
3694                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) &&
3695                     prev_em_start && *prev_em_start != (u64)-1 &&
3696                     *prev_em_start != em->start)
3697                         force_bio_submit = true;
3698
3699                 if (prev_em_start)
3700                         *prev_em_start = em->start;
3701
3702                 free_extent_map(em);
3703                 em = NULL;
3704
3705                 /* we've found a hole, just zero and go on */
3706                 if (block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
3707                         struct extent_state *cached = NULL;
3708
3709                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
3710
3711                         set_extent_uptodate(tree, cur, cur + iosize - 1,
3712                                             &cached, GFP_NOFS);
3713                         unlock_extent_cached(tree, cur,
3714                                              cur + iosize - 1, &cached);
3715                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3716                         cur = cur + iosize;
3717                         pg_offset += iosize;
3718                         continue;
3719                 }
3720                 /* the get_extent function already copied into the page */
3721                 if (test_range_bit(tree, cur, cur_end,
3722                                    EXTENT_UPTODATE, 1, NULL)) {
3723                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1);
3724                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
3725                         cur = cur + iosize;
3726                         pg_offset += iosize;
3727                         continue;
3728                 }
3729                 /* we have an inline extent but it didn't get marked up
3730                  * to date.  Error out
3731                  */
3732                 if (block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
3733                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1);
3734                         end_page_read(page, false, cur, iosize);
3735                         cur = cur + iosize;
3736                         pg_offset += iosize;
3737                         continue;
3738                 }
3739
3740                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ | read_flags, NULL,
3741                                          bio_ctrl, page, disk_bytenr, iosize,
3742                                          pg_offset, end_bio_extent_readpage,
3743                                          this_bio_flag, force_bio_submit);
3744                 if (ret) {
3745                         /*
3746                          * We have to unlock the remaining range, or the page
3747                          * will never be unlocked.
3748                          */
3749                         unlock_extent(tree, cur, end);
3750                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
3751                         goto out;
3752                 }
3753                 cur = cur + iosize;
3754                 pg_offset += iosize;
3755         }
3756 out:
3757         return ret;
3758 }
3759
3760 int btrfs_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
3761 {
3762         struct page *page = &folio->page;
3763         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
3764         u64 start = page_offset(page);
3765         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
3766         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
3767         int ret;
3768
3769         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
3770
3771         ret = btrfs_do_readpage(page, NULL, &bio_ctrl, 0, NULL);
3772         /*
3773          * If btrfs_do_readpage() failed we will want to submit the assembled
3774          * bio to do the cleanup.
3775          */
3776         submit_one_bio(&bio_ctrl);
3777         return ret;
3778 }
3779
3780 static inline void contiguous_readpages(struct page *pages[], int nr_pages,
3781                                         u64 start, u64 end,
3782                                         struct extent_map **em_cached,
3783                                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
3784                                         u64 *prev_em_start)
3785 {
3786         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(pages[0]->mapping->host);
3787         int index;
3788
3789         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
3790
3791         for (index = 0; index < nr_pages; index++) {
3792                 btrfs_do_readpage(pages[index], em_cached, bio_ctrl,
3793                                   REQ_RAHEAD, prev_em_start);
3794                 put_page(pages[index]);
3795         }
3796 }
3797
3798 /*
3799  * helper for __extent_writepage, doing all of the delayed allocation setup.
3800  *
3801  * This returns 1 if btrfs_run_delalloc_range function did all the work required
3802  * to write the page (copy into inline extent).  In this case the IO has
3803  * been started and the page is already unlocked.
3804  *
3805  * This returns 0 if all went well (page still locked)
3806  * This returns < 0 if there were errors (page still locked)
3807  */
3808 static noinline_for_stack int writepage_delalloc(struct btrfs_inode *inode,
3809                 struct page *page, struct writeback_control *wbc)
3810 {
3811         const u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
3812         u64 delalloc_start = page_offset(page);
3813         u64 delalloc_to_write = 0;
3814         /* How many pages are started by btrfs_run_delalloc_range() */
3815         unsigned long nr_written = 0;
3816         int ret;
3817         int page_started = 0;
3818
3819         while (delalloc_start < page_end) {
3820                 u64 delalloc_end = page_end;
3821                 bool found;
3822
3823                 found = find_lock_delalloc_range(&inode->vfs_inode, page,
3824                                                &delalloc_start,
3825                                                &delalloc_end);
3826                 if (!found) {
3827                         delalloc_start = delalloc_end + 1;
3828                         continue;
3829                 }
3830                 ret = btrfs_run_delalloc_range(inode, page, delalloc_start,
3831                                 delalloc_end, &page_started, &nr_written, wbc);
3832                 if (ret) {
3833                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, page,
3834                                              page_offset(page), PAGE_SIZE);
3835                         return ret;
3836                 }
3837                 /*
3838                  * delalloc_end is already one less than the total length, so
3839                  * we don't subtract one from PAGE_SIZE
3840                  */
3841                 delalloc_to_write += (delalloc_end - delalloc_start +
3842                                       PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
3843                 delalloc_start = delalloc_end + 1;
3844         }
3845         if (wbc->nr_to_write < delalloc_to_write) {
3846                 int thresh = 8192;
3847
3848                 if (delalloc_to_write < thresh * 2)
3849                         thresh = delalloc_to_write;
3850                 wbc->nr_to_write = min_t(u64, delalloc_to_write,
3851                                          thresh);
3852         }
3853
3854         /* Did btrfs_run_dealloc_range() already unlock and start the IO? */
3855         if (page_started) {
3856                 /*
3857                  * We've unlocked the page, so we can't update the mapping's
3858                  * writeback index, just update nr_to_write.
3859                  */
3860                 wbc->nr_to_write -= nr_written;
3861                 return 1;
3862         }
3863
3864         return 0;
3865 }
3866
3867 /*
3868  * Find the first byte we need to write.
3869  *
3870  * For subpage, one page can contain several sectors, and
3871  * __extent_writepage_io() will just grab all extent maps in the page
3872  * range and try to submit all non-inline/non-compressed extents.
3873  *
3874  * This is a big problem for subpage, we shouldn't re-submit already written
3875  * data at all.
3876  * This function will lookup subpage dirty bit to find which range we really
3877  * need to submit.
3878  *
3879  * Return the next dirty range in [@start, @end).
3880  * If no dirty range is found, @start will be page_offset(page) + PAGE_SIZE.
3881  */
3882 static void find_next_dirty_byte(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3883                                  struct page *page, u64 *start, u64 *end)
3884 {
3885         struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
3886         struct btrfs_subpage_info *spi = fs_info->subpage_info;
3887         u64 orig_start = *start;
3888         /* Declare as unsigned long so we can use bitmap ops */
3889         unsigned long flags;
3890         int range_start_bit;
3891         int range_end_bit;
3892
3893         /*
3894          * For regular sector size == page size case, since one page only
3895          * contains one sector, we return the page offset directly.
3896          */
3897         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page)) {
3898                 *start = page_offset(page);
3899                 *end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
3900                 return;
3901         }
3902
3903         range_start_bit = spi->dirty_offset +
3904                           (offset_in_page(orig_start) >> fs_info->sectorsize_bits);
3905
3906         /* We should have the page locked, but just in case */
3907         spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
3908         bitmap_next_set_region(subpage->bitmaps, &range_start_bit, &range_end_bit,
3909                                spi->dirty_offset + spi->bitmap_nr_bits);
3910         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
3911
3912         range_start_bit -= spi->dirty_offset;
3913         range_end_bit -= spi->dirty_offset;
3914
3915         *start = page_offset(page) + range_start_bit * fs_info->sectorsize;
3916         *end = page_offset(page) + range_end_bit * fs_info->sectorsize;
3917 }
3918
3919 /*
3920  * helper for __extent_writepage.  This calls the writepage start hooks,
3921  * and does the loop to map the page into extents and bios.
3922  *
3923  * We return 1 if the IO is started and the page is unlocked,
3924  * 0 if all went well (page still locked)
3925  * < 0 if there were errors (page still locked)
3926  */
3927 static noinline_for_stack int __extent_writepage_io(struct btrfs_inode *inode,
3928                                  struct page *page,
3929                                  struct writeback_control *wbc,
3930                                  struct extent_page_data *epd,
3931                                  loff_t i_size,
3932                                  int *nr_ret)
3933 {
3934         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3935         u64 cur = page_offset(page);
3936         u64 end = cur + PAGE_SIZE - 1;
3937         u64 extent_offset;
3938         u64 block_start;
3939         struct extent_map *em;
3940         int saved_ret = 0;
3941         int ret = 0;
3942         int nr = 0;
3943         enum req_op op = REQ_OP_WRITE;
3944         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
3945         bool has_error = false;
3946         bool compressed;
3947
3948         ret = btrfs_writepage_cow_fixup(page);
3949         if (ret) {
3950                 /* Fixup worker will requeue */
3951                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
3952                 unlock_page(page);
3953                 return 1;
3954         }
3955
3956         /*
3957          * we don't want to touch the inode after unlocking the page,
3958          * so we update the mapping writeback index now
3959          */
3960         wbc->nr_to_write--;
3961
3962         while (cur <= end) {
3963                 u64 disk_bytenr;
3964                 u64 em_end;
3965                 u64 dirty_range_start = cur;
3966                 u64 dirty_range_end;
3967                 u32 iosize;
3968
3969                 if (cur >= i_size) {
3970                         btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, page, cur,
3971                                                              end, true);
3972                         /*
3973                          * This range is beyond i_size, thus we don't need to
3974                          * bother writing back.
3975                          * But we still need to clear the dirty subpage bit, or
3976                          * the next time the page gets dirtied, we will try to
3977                          * writeback the sectors with subpage dirty bits,
3978                          * causing writeback without ordered extent.
3979                          */
3980                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, end + 1 - cur);
3981                         break;
3982                 }
3983
3984                 find_next_dirty_byte(fs_info, page, &dirty_range_start,
3985                                      &dirty_range_end);
3986                 if (cur < dirty_range_start) {
3987                         cur = dirty_range_start;
3988                         continue;
3989                 }
3990
3991                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur, end - cur + 1);
3992                 if (IS_ERR(em)) {
3993                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, end - cur + 1);
3994                         ret = PTR_ERR_OR_ZERO(em);
3995                         has_error = true;
3996                         if (!saved_ret)
3997                                 saved_ret = ret;
3998                         break;
3999                 }
4000
4001                 extent_offset = cur - em->start;
4002                 em_end = extent_map_end(em);
4003                 ASSERT(cur <= em_end);
4004                 ASSERT(cur < end);
4005                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->start, fs_info->sectorsize));
4006                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->len, fs_info->sectorsize));
4007                 block_start = em->block_start;
4008                 compressed = test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
4009                 disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
4010
4011                 /*
4012                  * Note that em_end from extent_map_end() and dirty_range_end from
4013                  * find_next_dirty_byte() are all exclusive
4014                  */
4015                 iosize = min(min(em_end, end + 1), dirty_range_end) - cur;
4016
4017                 if (btrfs_use_zone_append(inode, em->block_start))
4018                         op = REQ_OP_ZONE_APPEND;
4019
4020                 free_extent_map(em);
4021                 em = NULL;
4022
4023                 /*
4024                  * compressed and inline extents are written through other
4025                  * paths in the FS
4026                  */
4027                 if (compressed || block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
4028                     block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
4029                         if (compressed)
4030                                 nr++;
4031                         else
4032                                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode,
4033                                                 page, cur, cur + iosize - 1, true);
4034                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
4035                         cur += iosize;
4036                         continue;
4037                 }
4038
4039                 btrfs_set_range_writeback(inode, cur, cur + iosize - 1);
4040                 if (!PageWriteback(page)) {
4041                         btrfs_err(inode->root->fs_info,
4042                                    "page %lu not writeback, cur %llu end %llu",
4043                                page->index, cur, end);
4044                 }
4045
4046                 /*
4047                  * Although the PageDirty bit is cleared before entering this
4048                  * function, subpage dirty bit is not cleared.
4049                  * So clear subpage dirty bit here so next time we won't submit
4050                  * page for range already written to disk.
4051                  */
4052                 btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
4053
4054                 ret = submit_extent_page(op | write_flags, wbc,
4055                                          &epd->bio_ctrl, page,
4056                                          disk_bytenr, iosize,
4057                                          cur - page_offset(page),
4058                                          end_bio_extent_writepage,
4059                                          0, false);
4060                 if (ret) {
4061                         has_error = true;
4062                         if (!saved_ret)
4063                                 saved_ret = ret;
4064
4065                         btrfs_page_set_error(fs_info, page, cur, iosize);
4066                         if (PageWriteback(page))
4067                                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, cur,
4068                                                            iosize);
4069                 }
4070
4071                 cur += iosize;
4072                 nr++;
4073         }
4074         /*
4075          * If we finish without problem, we should not only clear page dirty,
4076          * but also empty subpage dirty bits
4077          */
4078         if (!has_error)
4079                 btrfs_page_assert_not_dirty(fs_info, page);
4080         else
4081                 ret = saved_ret;
4082         *nr_ret = nr;
4083         return ret;
4084 }
4085
4086 /*
4087  * the writepage semantics are similar to regular writepage.  extent
4088  * records are inserted to lock ranges in the tree, and as dirty areas
4089  * are found, they are marked writeback.  Then the lock bits are removed
4090  * and the end_io handler clears the writeback ranges
4091  *
4092  * Return 0 if everything goes well.
4093  * Return <0 for error.
4094  */
4095 static int __extent_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
4096                               struct extent_page_data *epd)
4097 {
4098         struct folio *folio = page_folio(page);
4099         struct inode *inode = page->mapping->host;
4100         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
4101         const u64 page_start = page_offset(page);
4102         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
4103         int ret;
4104         int nr = 0;
4105         size_t pg_offset;
4106         loff_t i_size = i_size_read(inode);
4107         unsigned long end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
4108
4109         trace___extent_writepage(page, inode, wbc);
4110
4111         WARN_ON(!PageLocked(page));
4112
4113         btrfs_page_clear_error(btrfs_sb(inode->i_sb), page,
4114                                page_offset(page), PAGE_SIZE);
4115
4116         pg_offset = offset_in_page(i_size);
4117         if (page->index > end_index ||
4118            (page->index == end_index && !pg_offset)) {
4119                 folio_invalidate(folio, 0, folio_size(folio));
4120                 folio_unlock(folio);
4121                 return 0;
4122         }
4123
4124         if (page->index == end_index)
4125                 memzero_page(page, pg_offset, PAGE_SIZE - pg_offset);
4126
4127         ret = set_page_extent_mapped(page);
4128         if (ret < 0) {
4129                 SetPageError(page);
4130                 goto done;
4131         }
4132
4133         if (!epd->extent_locked) {
4134                 ret = writepage_delalloc(BTRFS_I(inode), page, wbc);
4135                 if (ret == 1)
4136                         return 0;
4137                 if (ret)
4138                         goto done;
4139         }
4140
4141         ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, wbc, epd, i_size,
4142                                     &nr);
4143         if (ret == 1)
4144                 return 0;
4145
4146 done:
4147         if (nr == 0) {
4148                 /* make sure the mapping tag for page dirty gets cleared */
4149                 set_page_writeback(page);
4150                 end_page_writeback(page);
4151         }
4152         /*
4153          * Here we used to have a check for PageError() and then set @ret and
4154          * call end_extent_writepage().
4155          *
4156          * But in fact setting @ret here will cause different error paths
4157          * between subpage and regular sectorsize.
4158          *
4159          * For regular page size, we never submit current page, but only add
4160          * current page to current bio.
4161          * The bio submission can only happen in next page.
4162          * Thus if we hit the PageError() branch, @ret is already set to
4163          * non-zero value and will not get updated for regular sectorsize.
4164          *
4165          * But for subpage case, it's possible we submit part of current page,
4166          * thus can get PageError() set by submitted bio of the same page,
4167          * while our @ret is still 0.
4168          *
4169          * So here we unify the behavior and don't set @ret.
4170          * Error can still be properly passed to higher layer as page will
4171          * be set error, here we just don't handle the IO failure.
4172          *
4173          * NOTE: This is just a hotfix for subpage.
4174          * The root fix will be properly ending ordered extent when we hit
4175          * an error during writeback.
4176          *
4177          * But that needs a bigger refactoring, as we not only need to grab the
4178          * submitted OE, but also need to know exactly at which bytenr we hit
4179          * the error.
4180          * Currently the full page based __extent_writepage_io() is not
4181          * capable of that.
4182          */
4183         if (PageError(page))
4184                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
4185         if (epd->extent_locked) {
4186                 /*
4187                  * If epd->extent_locked, it's from extent_write_locked_range(),
4188                  * the page can either be locked by lock_page() or
4189                  * process_one_page().
4190                  * Let btrfs_page_unlock_writer() handle both cases.
4191                  */
4192                 ASSERT(wbc);
4193                 btrfs_page_unlock_writer(fs_info, page, wbc->range_start,
4194                                          wbc->range_end + 1 - wbc->range_start);
4195         } else {
4196                 unlock_page(page);
4197         }
4198         ASSERT(ret <= 0);
4199         return ret;
4200 }
4201
4202 void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
4203 {
4204         wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
4205                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4206 }
4207
4208 static void end_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
4209 {
4210         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
4211         smp_mb__after_atomic();
4212         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK);
4213 }
4214
4215 /*
4216  * Lock extent buffer status and pages for writeback.
4217  *
4218  * May try to flush write bio if we can't get the lock.
4219  *
4220  * Return  0 if the extent buffer doesn't need to be submitted.
4221  *           (E.g. the extent buffer is not dirty)
4222  * Return >0 is the extent buffer is submitted to bio.
4223  * Return <0 if something went wrong, no page is locked.
4224  */
4225 static noinline_for_stack int lock_extent_buffer_for_io(struct extent_buffer *eb,
4226                           struct extent_page_data *epd)
4227 {
4228         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4229         int i, num_pages;
4230         int flush = 0;
4231         int ret = 0;
4232
4233         if (!btrfs_try_tree_write_lock(eb)) {
4234                 submit_write_bio(epd, 0);
4235                 flush = 1;
4236                 btrfs_tree_lock(eb);
4237         }
4238
4239         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags)) {
4240                 btrfs_tree_unlock(eb);
4241                 if (!epd->sync_io)
4242                         return 0;
4243                 if (!flush) {
4244                         submit_write_bio(epd, 0);
4245                         flush = 1;
4246                 }
4247                 while (1) {
4248                         wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
4249                         btrfs_tree_lock(eb);
4250                         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags))
4251                                 break;
4252                         btrfs_tree_unlock(eb);
4253                 }
4254         }
4255
4256         /*
4257          * We need to do this to prevent races in people who check if the eb is
4258          * under IO since we can end up having no IO bits set for a short period
4259          * of time.
4260          */
4261         spin_lock(&eb->refs_lock);
4262         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags)) {
4263                 set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
4264                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4265                 btrfs_set_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
4266                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
4267                                          -eb->len,
4268                                          fs_info->dirty_metadata_batch);
4269                 ret = 1;
4270         } else {
4271                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4272         }
4273
4274         btrfs_tree_unlock(eb);
4275
4276         /*
4277          * Either we don't need to submit any tree block, or we're submitting
4278          * subpage eb.
4279          * Subpage metadata doesn't use page locking at all, so we can skip
4280          * the page locking.
4281          */
4282         if (!ret || fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
4283                 return ret;
4284
4285         num_pages = num_extent_pages(eb);
4286         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4287                 struct page *p = eb->pages[i];
4288
4289                 if (!trylock_page(p)) {
4290                         if (!flush) {
4291                                 submit_write_bio(epd, 0);
4292                                 flush = 1;
4293                         }
4294                         lock_page(p);
4295                 }
4296         }
4297
4298         return ret;
4299 }
4300
4301 static void set_btree_ioerr(struct page *page, struct extent_buffer *eb)
4302 {
4303         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4304
4305         btrfs_page_set_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4306         if (test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags))
4307                 return;
4308
4309         /*
4310          * A read may stumble upon this buffer later, make sure that it gets an
4311          * error and knows there was an error.
4312          */
4313         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
4314
4315         /*
4316          * We need to set the mapping with the io error as well because a write
4317          * error will flip the file system readonly, and then syncfs() will
4318          * return a 0 because we are readonly if we don't modify the err seq for
4319          * the superblock.
4320          */
4321         mapping_set_error(page->mapping, -EIO);
4322
4323         /*
4324          * If we error out, we should add back the dirty_metadata_bytes
4325          * to make it consistent.
4326          */
4327         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
4328                                  eb->len, fs_info->dirty_metadata_batch);
4329
4330         /*
4331          * If writeback for a btree extent that doesn't belong to a log tree
4332          * failed, increment the counter transaction->eb_write_errors.
4333          * We do this because while the transaction is running and before it's
4334          * committing (when we call filemap_fdata[write|wait]_range against
4335          * the btree inode), we might have
4336          * btree_inode->i_mapping->a_ops->writepages() called by the VM - if it
4337          * returns an error or an error happens during writeback, when we're
4338          * committing the transaction we wouldn't know about it, since the pages
4339          * can be no longer dirty nor marked anymore for writeback (if a
4340          * subsequent modification to the extent buffer didn't happen before the
4341          * transaction commit), which makes filemap_fdata[write|wait]_range not
4342          * able to find the pages tagged with SetPageError at transaction
4343          * commit time. So if this happens we must abort the transaction,
4344          * otherwise we commit a super block with btree roots that point to
4345          * btree nodes/leafs whose content on disk is invalid - either garbage
4346          * or the content of some node/leaf from a past generation that got
4347          * cowed or deleted and is no longer valid.
4348          *
4349          * Note: setting AS_EIO/AS_ENOSPC in the btree inode's i_mapping would
4350          * not be enough - we need to distinguish between log tree extents vs
4351          * non-log tree extents, and the next filemap_fdatawait_range() call
4352          * will catch and clear such errors in the mapping - and that call might
4353          * be from a log sync and not from a transaction commit. Also, checking
4354          * for the eb flag EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR at transaction commit time is
4355          * not done and would not be reliable - the eb might have been released
4356          * from memory and reading it back again means that flag would not be
4357          * set (since it's a runtime flag, not persisted on disk).
4358          *
4359          * Using the flags below in the btree inode also makes us achieve the
4360          * goal of AS_EIO/AS_ENOSPC when writepages() returns success, started
4361          * writeback for all dirty pages and before filemap_fdatawait_range()
4362          * is called, the writeback for all dirty pages had already finished
4363          * with errors - because we were not using AS_EIO/AS_ENOSPC,
4364          * filemap_fdatawait_range() would return success, as it could not know
4365          * that writeback errors happened (the pages were no longer tagged for
4366          * writeback).
4367          */
4368         switch (eb->log_index) {
4369         case -1:
4370                 set_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags);
4371                 break;
4372         case 0:
4373                 set_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
4374                 break;
4375         case 1:
4376                 set_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);
4377                 break;
4378         default:
4379                 BUG(); /* unexpected, logic error */
4380         }
4381 }
4382
4383 /*
4384  * The endio specific version which won't touch any unsafe spinlock in endio
4385  * context.
4386  */
4387 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_nolock(
4388                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
4389 {
4390         struct extent_buffer *eb;
4391
4392         rcu_read_lock();
4393         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
4394                                start >> fs_info->sectorsize_bits);
4395         if (eb && atomic_inc_not_zero(&eb->refs)) {
4396                 rcu_read_unlock();
4397                 return eb;
4398         }
4399         rcu_read_unlock();
4400         return NULL;
4401 }
4402
4403 /*
4404  * The endio function for subpage extent buffer write.
4405  *
4406  * Unlike end_bio_extent_buffer_writepage(), we only call end_page_writeback()
4407  * after all extent buffers in the page has finished their writeback.
4408  */
4409 static void end_bio_subpage_eb_writepage(struct bio *bio)
4410 {
4411         struct btrfs_fs_info *fs_info;
4412         struct bio_vec *bvec;
4413         struct bvec_iter_all iter_all;
4414
4415         fs_info = btrfs_sb(bio_first_page_all(bio)->mapping->host->i_sb);
4416         ASSERT(fs_info->nodesize < PAGE_SIZE);
4417
4418         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
4419         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
4420                 struct page *page = bvec->bv_page;
4421                 u64 bvec_start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
4422                 u64 bvec_end = bvec_start + bvec->bv_len - 1;
4423                 u64 cur_bytenr = bvec_start;
4424
4425                 ASSERT(IS_ALIGNED(bvec->bv_len, fs_info->nodesize));
4426
4427                 /* Iterate through all extent buffers in the range */
4428                 while (cur_bytenr <= bvec_end) {
4429                         struct extent_buffer *eb;
4430                         int done;
4431
4432                         /*
4433                          * Here we can't use find_extent_buffer(), as it may
4434                          * try to lock eb->refs_lock, which is not safe in endio
4435                          * context.
4436                          */
4437                         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, cur_bytenr);
4438                         ASSERT(eb);
4439
4440                         cur_bytenr = eb->start + eb->len;
4441
4442                         ASSERT(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags));
4443                         done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
4444                         ASSERT(done);
4445
4446                         if (bio->bi_status ||
4447                             test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
4448                                 ClearPageUptodate(page);
4449                                 set_btree_ioerr(page, eb);
4450                         }
4451
4452                         btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start,
4453                                                       eb->len);
4454                         end_extent_buffer_writeback(eb);
4455                         /*
4456                          * free_extent_buffer() will grab spinlock which is not
4457                          * safe in endio context. Thus here we manually dec
4458                          * the ref.
4459                          */
4460                         atomic_dec(&eb->refs);
4461                 }
4462         }
4463         bio_put(bio);
4464 }
4465
4466 static void end_bio_extent_buffer_writepage(struct bio *bio)
4467 {
4468         struct bio_vec *bvec;
4469         struct extent_buffer *eb;
4470         int done;
4471         struct bvec_iter_all iter_all;
4472
4473         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
4474         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
4475                 struct page *page = bvec->bv_page;
4476
4477                 eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4478                 BUG_ON(!eb);
4479                 done = atomic_dec_and_test(&eb->io_pages);
4480
4481                 if (bio->bi_status ||
4482                     test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)) {
4483                         ClearPageUptodate(page);
4484                         set_btree_ioerr(page, eb);
4485                 }
4486
4487                 end_page_writeback(page);
4488
4489                 if (!done)
4490                         continue;
4491
4492                 end_extent_buffer_writeback(eb);
4493         }
4494
4495         bio_put(bio);
4496 }
4497
4498 static void prepare_eb_write(struct extent_buffer *eb)
4499 {
4500         u32 nritems;
4501         unsigned long start;
4502         unsigned long end;
4503
4504         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
4505         atomic_set(&eb->io_pages, num_extent_pages(eb));
4506
4507         /* Set btree blocks beyond nritems with 0 to avoid stale content */
4508         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
4509         if (btrfs_header_level(eb) > 0) {
4510                 end = btrfs_node_key_ptr_offset(nritems);
4511                 memzero_extent_buffer(eb, end, eb->len - end);
4512         } else {
4513                 /*
4514                  * Leaf:
4515                  * header 0 1 2 .. N ... data_N .. data_2 data_1 data_0
4516                  */
4517                 start = btrfs_item_nr_offset(nritems);
4518                 end = BTRFS_LEAF_DATA_OFFSET + leaf_data_end(eb);
4519                 memzero_extent_buffer(eb, start, end - start);
4520         }
4521 }
4522
4523 /*
4524  * Unlike the work in write_one_eb(), we rely completely on extent locking.
4525  * Page locking is only utilized at minimum to keep the VMM code happy.
4526  */
4527 static int write_one_subpage_eb(struct extent_buffer *eb,
4528                                 struct writeback_control *wbc,
4529                                 struct extent_page_data *epd)
4530 {
4531         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4532         struct page *page = eb->pages[0];
4533         blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
4534         bool no_dirty_ebs = false;
4535         int ret;
4536
4537         prepare_eb_write(eb);
4538
4539         /* clear_page_dirty_for_io() in subpage helper needs page locked */
4540         lock_page(page);
4541         btrfs_subpage_set_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4542
4543         /* Check if this is the last dirty bit to update nr_written */
4544         no_dirty_ebs = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page,
4545                                                           eb->start, eb->len);
4546         if (no_dirty_ebs)
4547                 clear_page_dirty_for_io(page);
4548
4549         ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
4550                         &epd->bio_ctrl, page, eb->start, eb->len,
4551                         eb->start - page_offset(page),
4552                         end_bio_subpage_eb_writepage, 0, false);
4553         if (ret) {
4554                 btrfs_subpage_clear_writeback(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4555                 set_btree_ioerr(page, eb);
4556                 unlock_page(page);
4557
4558                 if (atomic_dec_and_test(&eb->io_pages))
4559                         end_extent_buffer_writeback(eb);
4560                 return -EIO;
4561         }
4562         unlock_page(page);
4563         /*
4564          * Submission finished without problem, if no range of the page is
4565          * dirty anymore, we have submitted a page.  Update nr_written in wbc.
4566          */
4567         if (no_dirty_ebs)
4568                 wbc->nr_to_write--;
4569         return ret;
4570 }
4571
4572 static noinline_for_stack int write_one_eb(struct extent_buffer *eb,
4573                         struct writeback_control *wbc,
4574                         struct extent_page_data *epd)
4575 {
4576         u64 disk_bytenr = eb->start;
4577         int i, num_pages;
4578         blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
4579         int ret = 0;
4580
4581         prepare_eb_write(eb);
4582
4583         num_pages = num_extent_pages(eb);
4584         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
4585                 struct page *p = eb->pages[i];
4586
4587                 clear_page_dirty_for_io(p);
4588                 set_page_writeback(p);
4589                 ret = submit_extent_page(REQ_OP_WRITE | write_flags, wbc,
4590                                          &epd->bio_ctrl, p, disk_bytenr,
4591                                          PAGE_SIZE, 0,
4592                                          end_bio_extent_buffer_writepage,
4593                                          0, false);
4594                 if (ret) {
4595                         set_btree_ioerr(p, eb);
4596                         if (PageWriteback(p))
4597                                 end_page_writeback(p);
4598                         if (atomic_sub_and_test(num_pages - i, &eb->io_pages))
4599                                 end_extent_buffer_writeback(eb);
4600                         ret = -EIO;
4601                         break;
4602                 }
4603                 disk_bytenr += PAGE_SIZE;
4604                 wbc->nr_to_write--;
4605                 unlock_page(p);
4606         }
4607
4608         if (unlikely(ret)) {
4609                 for (; i < num_pages; i++) {
4610                         struct page *p = eb->pages[i];
4611                         clear_page_dirty_for_io(p);
4612                         unlock_page(p);
4613                 }
4614         }
4615
4616         return ret;
4617 }
4618
4619 /*
4620  * Submit one subpage btree page.
4621  *
4622  * The main difference to submit_eb_page() is:
4623  * - Page locking
4624  *   For subpage, we don't rely on page locking at all.
4625  *
4626  * - Flush write bio
4627  *   We only flush bio if we may be unable to fit current extent buffers into
4628  *   current bio.
4629  *
4630  * Return >=0 for the number of submitted extent buffers.
4631  * Return <0 for fatal error.
4632  */
4633 static int submit_eb_subpage(struct page *page,
4634                              struct writeback_control *wbc,
4635                              struct extent_page_data *epd)
4636 {
4637         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
4638         int submitted = 0;
4639         u64 page_start = page_offset(page);
4640         int bit_start = 0;
4641         int sectors_per_node = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
4642         int ret;
4643
4644         /* Lock and write each dirty extent buffers in the range */
4645         while (bit_start < fs_info->subpage_info->bitmap_nr_bits) {
4646                 struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
4647                 struct extent_buffer *eb;
4648                 unsigned long flags;
4649                 u64 start;
4650
4651                 /*
4652                  * Take private lock to ensure the subpage won't be detached
4653                  * in the meantime.
4654                  */
4655                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4656                 if (!PagePrivate(page)) {
4657                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4658                         break;
4659                 }
4660                 spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
4661                 if (!test_bit(bit_start + fs_info->subpage_info->dirty_offset,
4662                               subpage->bitmaps)) {
4663                         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
4664                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4665                         bit_start++;
4666                         continue;
4667                 }
4668
4669                 start = page_start + bit_start * fs_info->sectorsize;
4670                 bit_start += sectors_per_node;
4671
4672                 /*
4673                  * Here we just want to grab the eb without touching extra
4674                  * spin locks, so call find_extent_buffer_nolock().
4675                  */
4676                 eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
4677                 spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
4678                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4679
4680                 /*
4681                  * The eb has already reached 0 refs thus find_extent_buffer()
4682                  * doesn't return it. We don't need to write back such eb
4683                  * anyway.
4684                  */
4685                 if (!eb)
4686                         continue;
4687
4688                 ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, epd);
4689                 if (ret == 0) {
4690                         free_extent_buffer(eb);
4691                         continue;
4692                 }
4693                 if (ret < 0) {
4694                         free_extent_buffer(eb);
4695                         goto cleanup;
4696                 }
4697                 ret = write_one_subpage_eb(eb, wbc, epd);
4698                 free_extent_buffer(eb);
4699                 if (ret < 0)
4700                         goto cleanup;
4701                 submitted++;
4702         }
4703         return submitted;
4704
4705 cleanup:
4706         /* We hit error, end bio for the submitted extent buffers */
4707         submit_write_bio(epd, ret);
4708         return ret;
4709 }
4710
4711 /*
4712  * Submit all page(s) of one extent buffer.
4713  *
4714  * @page:       the page of one extent buffer
4715  * @eb_context: to determine if we need to submit this page, if current page
4716  *              belongs to this eb, we don't need to submit
4717  *
4718  * The caller should pass each page in their bytenr order, and here we use
4719  * @eb_context to determine if we have submitted pages of one extent buffer.
4720  *
4721  * If we have, we just skip until we hit a new page that doesn't belong to
4722  * current @eb_context.
4723  *
4724  * If not, we submit all the page(s) of the extent buffer.
4725  *
4726  * Return >0 if we have submitted the extent buffer successfully.
4727  * Return 0 if we don't need to submit the page, as it's already submitted by
4728  * previous call.
4729  * Return <0 for fatal error.
4730  */
4731 static int submit_eb_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc,
4732                           struct extent_page_data *epd,
4733                           struct extent_buffer **eb_context)
4734 {
4735         struct address_space *mapping = page->mapping;
4736         struct btrfs_block_group *cache = NULL;
4737         struct extent_buffer *eb;
4738         int ret;
4739
4740         if (!PagePrivate(page))
4741                 return 0;
4742
4743         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
4744                 return submit_eb_subpage(page, wbc, epd);
4745
4746         spin_lock(&mapping->private_lock);
4747         if (!PagePrivate(page)) {
4748                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4749                 return 0;
4750         }
4751
4752         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4753
4754         /*
4755          * Shouldn't happen and normally this would be a BUG_ON but no point
4756          * crashing the machine for something we can survive anyway.
4757          */
4758         if (WARN_ON(!eb)) {
4759                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4760                 return 0;
4761         }
4762
4763         if (eb == *eb_context) {
4764                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
4765                 return 0;
4766         }
4767         ret = atomic_inc_not_zero(&eb->refs);
4768         spin_unlock(&mapping->private_lock);
4769         if (!ret)
4770                 return 0;
4771
4772         if (!btrfs_check_meta_write_pointer(eb->fs_info, eb, &cache)) {
4773                 /*
4774                  * If for_sync, this hole will be filled with
4775                  * trasnsaction commit.
4776                  */
4777                 if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL && !wbc->for_sync)
4778                         ret = -EAGAIN;
4779                 else
4780                         ret = 0;
4781                 free_extent_buffer(eb);
4782                 return ret;
4783         }
4784
4785         *eb_context = eb;
4786
4787         ret = lock_extent_buffer_for_io(eb, epd);
4788         if (ret <= 0) {
4789                 btrfs_revert_meta_write_pointer(cache, eb);
4790                 if (cache)
4791                         btrfs_put_block_group(cache);
4792                 free_extent_buffer(eb);
4793                 return ret;
4794         }
4795         if (cache) {
4796                 /*
4797                  * Implies write in zoned mode. Mark the last eb in a block group.
4798                  */
4799                 btrfs_schedule_zone_finish_bg(cache, eb);
4800                 btrfs_put_block_group(cache);
4801         }
4802         ret = write_one_eb(eb, wbc, epd);
4803         free_extent_buffer(eb);
4804         if (ret < 0)
4805                 return ret;
4806         return 1;
4807 }
4808
4809 int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
4810                                    struct writeback_control *wbc)
4811 {
4812         struct extent_buffer *eb_context = NULL;
4813         struct extent_page_data epd = {
4814                 .bio_ctrl = { 0 },
4815                 .extent_locked = 0,
4816                 .sync_io = wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL,
4817         };
4818         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(mapping->host)->root->fs_info;
4819         int ret = 0;
4820         int done = 0;
4821         int nr_to_write_done = 0;
4822         struct pagevec pvec;
4823         int nr_pages;
4824         pgoff_t index;
4825         pgoff_t end;            /* Inclusive */
4826         int scanned = 0;
4827         xa_mark_t tag;
4828
4829         pagevec_init(&pvec);
4830         if (wbc->range_cyclic) {
4831                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
4832                 end = -1;
4833                 /*
4834                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
4835                  * range, mark it as scanned.
4836                  */
4837                 scanned = (index == 0);
4838         } else {
4839                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
4840                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
4841                 scanned = 1;
4842         }
4843         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
4844                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
4845         else
4846                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
4847         btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
4848 retry:
4849         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
4850                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
4851         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
4852                (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping, &index, end,
4853                         tag))) {
4854                 unsigned i;
4855
4856                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
4857                         struct page *page = pvec.pages[i];
4858
4859                         ret = submit_eb_page(page, wbc, &epd, &eb_context);
4860                         if (ret == 0)
4861                                 continue;
4862                         if (ret < 0) {
4863                                 done = 1;
4864                                 break;
4865                         }
4866
4867                         /*
4868                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
4869                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
4870                          * at any time
4871                          */
4872                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
4873                 }
4874                 pagevec_release(&pvec);
4875                 cond_resched();
4876         }
4877         if (!scanned && !done) {
4878                 /*
4879                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
4880                  * back to the start of the file
4881                  */
4882                 scanned = 1;
4883                 index = 0;
4884                 goto retry;
4885         }
4886         /*
4887          * If something went wrong, don't allow any metadata write bio to be
4888          * submitted.
4889          *
4890          * This would prevent use-after-free if we had dirty pages not
4891          * cleaned up, which can still happen by fuzzed images.
4892          *
4893          * - Bad extent tree
4894          *   Allowing existing tree block to be allocated for other trees.
4895          *
4896          * - Log tree operations
4897          *   Exiting tree blocks get allocated to log tree, bumps its
4898          *   generation, then get cleaned in tree re-balance.
4899          *   Such tree block will not be written back, since it's clean,
4900          *   thus no WRITTEN flag set.
4901          *   And after log writes back, this tree block is not traced by
4902          *   any dirty extent_io_tree.
4903          *
4904          * - Offending tree block gets re-dirtied from its original owner
4905          *   Since it has bumped generation, no WRITTEN flag, it can be
4906          *   reused without COWing. This tree block will not be traced
4907          *   by btrfs_transaction::dirty_pages.
4908          *
4909          *   Now such dirty tree block will not be cleaned by any dirty
4910          *   extent io tree. Thus we don't want to submit such wild eb
4911          *   if the fs already has error.
4912          *
4913          * We can get ret > 0 from submit_extent_page() indicating how many ebs
4914          * were submitted. Reset it to 0 to avoid false alerts for the caller.
4915          */
4916         if (ret > 0)
4917                 ret = 0;
4918         if (!ret && BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4919                 ret = -EROFS;
4920         submit_write_bio(&epd, ret);
4921
4922         btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
4923         return ret;
4924 }
4925
4926 /**
4927  * Walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
4928  *
4929  * @mapping: address space structure to write
4930  * @wbc:     subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
4931  * @epd:     holds context for the write, namely the bio
4932  *
4933  * If a page is already under I/O, write_cache_pages() skips it, even
4934  * if it's dirty.  This is desirable behaviour for memory-cleaning writeback,
4935  * but it is INCORRECT for data-integrity system calls such as fsync().  fsync()
4936  * and msync() need to guarantee that all the data which was dirty at the time
4937  * the call was made get new I/O started against them.  If wbc->sync_mode is
4938  * WB_SYNC_ALL then we were called for data integrity and we must wait for
4939  * existing IO to complete.
4940  */
4941 static int extent_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
4942                              struct writeback_control *wbc,
4943                              struct extent_page_data *epd)
4944 {
4945         struct inode *inode = mapping->host;
4946         int ret = 0;
4947         int done = 0;
4948         int nr_to_write_done = 0;
4949         struct pagevec pvec;
4950         int nr_pages;
4951         pgoff_t index;
4952         pgoff_t end;            /* Inclusive */
4953         pgoff_t done_index;
4954         int range_whole = 0;
4955         int scanned = 0;
4956         xa_mark_t tag;
4957
4958         /*
4959          * We have to hold onto the inode so that ordered extents can do their
4960          * work when the IO finishes.  The alternative to this is failing to add
4961          * an ordered extent if the igrab() fails there and that is a huge pain
4962          * to deal with, so instead just hold onto the inode throughout the
4963          * writepages operation.  If it fails here we are freeing up the inode
4964          * anyway and we'd rather not waste our time writing out stuff that is
4965          * going to be truncated anyway.
4966          */
4967         if (!igrab(inode))
4968                 return 0;
4969
4970         pagevec_init(&pvec);
4971         if (wbc->range_cyclic) {
4972                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
4973                 end = -1;
4974                 /*
4975                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
4976                  * range, mark it as scanned.
4977                  */
4978                 scanned = (index == 0);
4979         } else {
4980                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
4981                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
4982                 if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
4983                         range_whole = 1;
4984                 scanned = 1;
4985         }
4986
4987         /*
4988          * We do the tagged writepage as long as the snapshot flush bit is set
4989          * and we are the first one who do the filemap_flush() on this inode.
4990          *
4991          * The nr_to_write == LONG_MAX is needed to make sure other flushers do
4992          * not race in and drop the bit.
4993          */
4994         if (range_whole && wbc->nr_to_write == LONG_MAX &&
4995             test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
4996                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
4997                 wbc->tagged_writepages = 1;
4998
4999         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
5000                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
5001         else
5002                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
5003 retry:
5004         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
5005                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
5006         done_index = index;
5007         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
5008                         (nr_pages = pagevec_lookup_range_tag(&pvec, mapping,
5009                                                 &index, end, tag))) {
5010                 unsigned i;
5011
5012                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
5013                         struct page *page = pvec.pages[i];
5014
5015                         done_index = page->index + 1;
5016                         /*
5017                          * At this point we hold neither the i_pages lock nor
5018                          * the page lock: the page may be truncated or
5019                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
5020                          * or even swizzled back from swapper_space to
5021                          * tmpfs file mapping
5022                          */
5023                         if (!trylock_page(page)) {
5024                                 submit_write_bio(epd, 0);
5025                                 lock_page(page);
5026                         }
5027
5028                         if (unlikely(page->mapping != mapping)) {
5029                                 unlock_page(page);
5030                                 continue;
5031                         }
5032
5033                         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE) {
5034                                 if (PageWriteback(page))
5035                                         submit_write_bio(epd, 0);
5036                                 wait_on_page_writeback(page);
5037                         }
5038
5039                         if (PageWriteback(page) ||
5040                             !clear_page_dirty_for_io(page)) {
5041                                 unlock_page(page);
5042                                 continue;
5043                         }
5044
5045                         ret = __extent_writepage(page, wbc, epd);
5046                         if (ret < 0) {
5047                                 done = 1;
5048                                 break;
5049                         }
5050
5051                         /*
5052                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
5053                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
5054                          * at any time
5055                          */
5056                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
5057                 }
5058                 pagevec_release(&pvec);
5059                 cond_resched();
5060         }
5061         if (!scanned && !done) {
5062                 /*
5063                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
5064                  * back to the start of the file
5065                  */
5066                 scanned = 1;
5067                 index = 0;
5068
5069                 /*
5070                  * If we're looping we could run into a page that is locked by a
5071                  * writer and that writer could be waiting on writeback for a
5072                  * page in our current bio, and thus deadlock, so flush the
5073                  * write bio here.
5074                  */
5075                 submit_write_bio(epd, 0);
5076                 goto retry;
5077         }
5078
5079         if (wbc->range_cyclic || (wbc->nr_to_write > 0 && range_whole))
5080                 mapping->writeback_index = done_index;
5081
5082         btrfs_add_delayed_iput(inode);
5083         return ret;
5084 }
5085
5086 /*
5087  * Submit the pages in the range to bio for call sites which delalloc range has
5088  * already been ran (aka, ordered extent inserted) and all pages are still
5089  * locked.
5090  */
5091 int extent_write_locked_range(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
5092 {
5093         bool found_error = false;
5094         int first_error = 0;
5095         int ret = 0;
5096         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
5097         struct page *page;
5098         u64 cur = start;
5099         unsigned long nr_pages;
5100         const u32 sectorsize = btrfs_sb(inode->i_sb)->sectorsize;
5101         struct extent_page_data epd = {
5102                 .bio_ctrl = { 0 },
5103                 .extent_locked = 1,
5104                 .sync_io = 1,
5105         };
5106         struct writeback_control wbc_writepages = {
5107                 .sync_mode      = WB_SYNC_ALL,
5108                 .range_start    = start,
5109                 .range_end      = end + 1,
5110                 /* We're called from an async helper function */
5111                 .punt_to_cgroup = 1,
5112                 .no_cgroup_owner = 1,
5113         };
5114
5115         ASSERT(IS_ALIGNED(start, sectorsize) && IS_ALIGNED(end + 1, sectorsize));
5116         nr_pages = (round_up(end, PAGE_SIZE) - round_down(start, PAGE_SIZE)) >>
5117                    PAGE_SHIFT;
5118         wbc_writepages.nr_to_write = nr_pages * 2;
5119
5120         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc_writepages, inode);
5121         while (cur <= end) {
5122                 u64 cur_end = min(round_down(cur, PAGE_SIZE) + PAGE_SIZE - 1, end);
5123
5124                 page = find_get_page(mapping, cur >> PAGE_SHIFT);
5125                 /*
5126                  * All pages in the range are locked since
5127                  * btrfs_run_delalloc_range(), thus there is no way to clear
5128                  * the page dirty flag.
5129                  */
5130                 ASSERT(PageLocked(page));
5131                 ASSERT(PageDirty(page));
5132                 clear_page_dirty_for_io(page);
5133                 ret = __extent_writepage(page, &wbc_writepages, &epd);
5134                 ASSERT(ret <= 0);
5135                 if (ret < 0) {
5136                         found_error = true;
5137                         first_error = ret;
5138                 }
5139                 put_page(page);
5140                 cur = cur_end + 1;
5141         }
5142
5143         submit_write_bio(&epd, found_error ? ret : 0);
5144
5145         wbc_detach_inode(&wbc_writepages);
5146         if (found_error)
5147                 return first_error;
5148         return ret;
5149 }
5150
5151 int extent_writepages(struct address_space *mapping,
5152                       struct writeback_control *wbc)
5153 {
5154         struct inode *inode = mapping->host;
5155         int ret = 0;
5156         struct extent_page_data epd = {
5157                 .bio_ctrl = { 0 },
5158                 .extent_locked = 0,
5159                 .sync_io = wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL,
5160         };
5161
5162         /*
5163          * Allow only a single thread to do the reloc work in zoned mode to
5164          * protect the write pointer updates.
5165          */
5166         btrfs_zoned_data_reloc_lock(BTRFS_I(inode));
5167         ret = extent_write_cache_pages(mapping, wbc, &epd);
5168         submit_write_bio(&epd, ret);
5169         btrfs_zoned_data_reloc_unlock(BTRFS_I(inode));
5170         return ret;
5171 }
5172
5173 void extent_readahead(struct readahead_control *rac)
5174 {
5175         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { 0 };
5176         struct page *pagepool[16];
5177         struct extent_map *em_cached = NULL;
5178         u64 prev_em_start = (u64)-1;
5179         int nr;
5180
5181         while ((nr = readahead_page_batch(rac, pagepool))) {
5182                 u64 contig_start = readahead_pos(rac);
5183                 u64 contig_end = contig_start + readahead_batch_length(rac) - 1;
5184
5185                 contiguous_readpages(pagepool, nr, contig_start, contig_end,
5186                                 &em_cached, &bio_ctrl, &prev_em_start);
5187         }
5188
5189         if (em_cached)
5190                 free_extent_map(em_cached);
5191         submit_one_bio(&bio_ctrl);
5192 }
5193
5194 /*
5195  * basic invalidate_folio code, this waits on any locked or writeback
5196  * ranges corresponding to the folio, and then deletes any extent state
5197  * records from the tree
5198  */
5199 int extent_invalidate_folio(struct extent_io_tree *tree,
5200                           struct folio *folio, size_t offset)
5201 {
5202         struct extent_state *cached_state = NULL;
5203         u64 start = folio_pos(folio);
5204         u64 end = start + folio_size(folio) - 1;
5205         size_t blocksize = folio->mapping->host->i_sb->s_blocksize;
5206
5207         /* This function is only called for the btree inode */
5208         ASSERT(tree->owner == IO_TREE_BTREE_INODE_IO);
5209
5210         start += ALIGN(offset, blocksize);
5211         if (start > end)
5212                 return 0;
5213
5214         lock_extent_bits(tree, start, end, &cached_state);
5215         folio_wait_writeback(folio);
5216
5217         /*
5218          * Currently for btree io tree, only EXTENT_LOCKED is utilized,
5219          * so here we only need to unlock the extent range to free any
5220          * existing extent state.
5221          */
5222         unlock_extent_cached(tree, start, end, &cached_state);
5223         return 0;
5224 }
5225
5226 /*
5227  * a helper for release_folio, this tests for areas of the page that
5228  * are locked or under IO and drops the related state bits if it is safe
5229  * to drop the page.
5230  */
5231 static int try_release_extent_state(struct extent_io_tree *tree,
5232                                     struct page *page, gfp_t mask)
5233 {
5234         u64 start = page_offset(page);
5235         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
5236         int ret = 1;
5237
5238         if (test_range_bit(tree, start, end, EXTENT_LOCKED, 0, NULL)) {
5239                 ret = 0;
5240         } else {
5241                 /*
5242                  * At this point we can safely clear everything except the
5243                  * locked bit, the nodatasum bit and the delalloc new bit.
5244                  * The delalloc new bit will be cleared by ordered extent
5245                  * completion.
5246                  */
5247                 ret = __clear_extent_bit(tree, start, end,
5248                          ~(EXTENT_LOCKED | EXTENT_NODATASUM | EXTENT_DELALLOC_NEW),
5249                          0, 0, NULL, mask, NULL);
5250
5251                 /* if clear_extent_bit failed for enomem reasons,
5252                  * we can't allow the release to continue.
5253                  */
5254                 if (ret < 0)
5255                         ret = 0;
5256                 else
5257                         ret = 1;
5258         }
5259         return ret;
5260 }
5261
5262 /*
5263  * a helper for release_folio.  As long as there are no locked extents
5264  * in the range corresponding to the page, both state records and extent
5265  * map records are removed
5266  */
5267 int try_release_extent_mapping(struct page *page, gfp_t mask)
5268 {
5269         struct extent_map *em;
5270         u64 start = page_offset(page);
5271         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
5272         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
5273         struct extent_io_tree *tree = &btrfs_inode->io_tree;
5274         struct extent_map_tree *map = &btrfs_inode->extent_tree;
5275
5276         if (gfpflags_allow_blocking(mask) &&
5277             page->mapping->host->i_size > SZ_16M) {
5278                 u64 len;
5279                 while (start <= end) {
5280                         struct btrfs_fs_info *fs_info;
5281                         u64 cur_gen;
5282
5283                         len = end - start + 1;
5284                         write_lock(&map->lock);
5285                         em = lookup_extent_mapping(map, start, len);
5286                         if (!em) {
5287                                 write_unlock(&map->lock);
5288                                 break;
5289                         }
5290                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags) ||
5291                             em->start != start) {
5292                                 write_unlock(&map->lock);
5293                                 free_extent_map(em);
5294                                 break;
5295                         }
5296                         if (test_range_bit(tree, em->start,
5297                                            extent_map_end(em) - 1,
5298                                            EXTENT_LOCKED, 0, NULL))
5299                                 goto next;
5300                         /*
5301                          * If it's not in the list of modified extents, used
5302                          * by a fast fsync, we can remove it. If it's being
5303                          * logged we can safely remove it since fsync took an
5304                          * extra reference on the em.
5305                          */
5306                         if (list_empty(&em->list) ||
5307                             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
5308                                 goto remove_em;
5309                         /*
5310                          * If it's in the list of modified extents, remove it
5311                          * only if its generation is older then the current one,
5312                          * in which case we don't need it for a fast fsync.
5313                          * Otherwise don't remove it, we could be racing with an
5314                          * ongoing fast fsync that could miss the new extent.
5315                          */
5316                         fs_info = btrfs_inode->root->fs_info;
5317                         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
5318                         cur_gen = fs_info->generation;
5319                         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
5320                         if (em->generation >= cur_gen)
5321                                 goto next;
5322 remove_em:
5323                         /*
5324                          * We only remove extent maps that are not in the list of
5325                          * modified extents or that are in the list but with a
5326                          * generation lower then the current generation, so there
5327                          * is no need to set the full fsync flag on the inode (it
5328                          * hurts the fsync performance for workloads with a data
5329                          * size that exceeds or is close to the system's memory).
5330                          */
5331                         remove_extent_mapping(map, em);
5332                         /* once for the rb tree */
5333                         free_extent_map(em);
5334 next:
5335                         start = extent_map_end(em);
5336                         write_unlock(&map->lock);
5337
5338                         /* once for us */
5339                         free_extent_map(em);
5340
5341                         cond_resched(); /* Allow large-extent preemption. */
5342                 }
5343         }
5344         return try_release_extent_state(tree, page, mask);
5345 }
5346
5347 /*
5348  * helper function for fiemap, which doesn't want to see any holes.
5349  * This maps until we find something past 'last'
5350  */
5351 static struct extent_map *get_extent_skip_holes(struct btrfs_inode *inode,
5352                                                 u64 offset, u64 last)
5353 {
5354         u64 sectorsize = btrfs_inode_sectorsize(inode);
5355         struct extent_map *em;
5356         u64 len;
5357
5358         if (offset >= last)
5359                 return NULL;
5360
5361         while (1) {
5362                 len = last - offset;
5363                 if (len == 0)
5364                         break;
5365                 len = ALIGN(len, sectorsize);
5366                 em = btrfs_get_extent_fiemap(inode, offset, len);
5367                 if (IS_ERR(em))
5368                         return em;
5369
5370                 /* if this isn't a hole return it */
5371                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
5372                         return em;
5373
5374                 /* this is a hole, advance to the next extent */
5375                 offset = extent_map_end(em);
5376                 free_extent_map(em);
5377                 if (offset >= last)
5378                         break;
5379         }
5380         return NULL;
5381 }
5382
5383 /*
5384  * To cache previous fiemap extent
5385  *
5386  * Will be used for merging fiemap extent
5387  */
5388 struct fiemap_cache {
5389         u64 offset;
5390         u64 phys;
5391         u64 len;
5392         u32 flags;
5393         bool cached;
5394 };
5395
5396 /*
5397  * Helper to submit fiemap extent.
5398  *
5399  * Will try to merge current fiemap extent specified by @offset, @phys,
5400  * @len and @flags with cached one.
5401  * And only when we fails to merge, cached one will be submitted as
5402  * fiemap extent.
5403  *
5404  * Return value is the same as fiemap_fill_next_extent().
5405  */
5406 static int emit_fiemap_extent(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5407                                 struct fiemap_cache *cache,
5408                                 u64 offset, u64 phys, u64 len, u32 flags)
5409 {
5410         int ret = 0;
5411
5412         if (!cache->cached)
5413                 goto assign;
5414
5415         /*
5416          * Sanity check, extent_fiemap() should have ensured that new
5417          * fiemap extent won't overlap with cached one.
5418          * Not recoverable.
5419          *
5420          * NOTE: Physical address can overlap, due to compression
5421          */
5422         if (cache->offset + cache->len > offset) {
5423                 WARN_ON(1);
5424                 return -EINVAL;
5425         }
5426
5427         /*
5428          * Only merges fiemap extents if
5429          * 1) Their logical addresses are continuous
5430          *
5431          * 2) Their physical addresses are continuous
5432          *    So truly compressed (physical size smaller than logical size)
5433          *    extents won't get merged with each other
5434          *
5435          * 3) Share same flags except FIEMAP_EXTENT_LAST
5436          *    So regular extent won't get merged with prealloc extent
5437          */
5438         if (cache->offset + cache->len  == offset &&
5439             cache->phys + cache->len == phys  &&
5440             (cache->flags & ~FIEMAP_EXTENT_LAST) ==
5441                         (flags & ~FIEMAP_EXTENT_LAST)) {
5442                 cache->len += len;
5443                 cache->flags |= flags;
5444                 goto try_submit_last;
5445         }
5446
5447         /* Not mergeable, need to submit cached one */
5448         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
5449                                       cache->len, cache->flags);
5450         cache->cached = false;
5451         if (ret)
5452                 return ret;
5453 assign:
5454         cache->cached = true;
5455         cache->offset = offset;
5456         cache->phys = phys;
5457         cache->len = len;
5458         cache->flags = flags;
5459 try_submit_last:
5460         if (cache->flags & FIEMAP_EXTENT_LAST) {
5461                 ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset,
5462                                 cache->phys, cache->len, cache->flags);
5463                 cache->cached = false;
5464         }
5465         return ret;
5466 }
5467
5468 /*
5469  * Emit last fiemap cache
5470  *
5471  * The last fiemap cache may still be cached in the following case:
5472  * 0                  4k                    8k
5473  * |<- Fiemap range ->|
5474  * |<------------  First extent ----------->|
5475  *
5476  * In this case, the first extent range will be cached but not emitted.
5477  * So we must emit it before ending extent_fiemap().
5478  */
5479 static int emit_last_fiemap_cache(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5480                                   struct fiemap_cache *cache)
5481 {
5482         int ret;
5483
5484         if (!cache->cached)
5485                 return 0;
5486
5487         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
5488                                       cache->len, cache->flags);
5489         cache->cached = false;
5490         if (ret > 0)
5491                 ret = 0;
5492         return ret;
5493 }
5494
5495 int extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
5496                   u64 start, u64 len)
5497 {
5498         int ret = 0;
5499         u64 off;
5500         u64 max = start + len;
5501         u32 flags = 0;
5502         u32 found_type;
5503         u64 last;
5504         u64 last_for_get_extent = 0;
5505         u64 disko = 0;
5506         u64 isize = i_size_read(&inode->vfs_inode);
5507         struct btrfs_key found_key;
5508         struct extent_map *em = NULL;
5509         struct extent_state *cached_state = NULL;
5510         struct btrfs_path *path;
5511         struct btrfs_root *root = inode->root;
5512         struct fiemap_cache cache = { 0 };
5513         struct ulist *roots;
5514         struct ulist *tmp_ulist;
5515         int end = 0;
5516         u64 em_start = 0;
5517         u64 em_len = 0;
5518         u64 em_end = 0;
5519
5520         if (len == 0)
5521                 return -EINVAL;
5522
5523         path = btrfs_alloc_path();
5524         if (!path)
5525                 return -ENOMEM;
5526
5527         roots = ulist_alloc(GFP_KERNEL);
5528         tmp_ulist = ulist_alloc(GFP_KERNEL);
5529         if (!roots || !tmp_ulist) {
5530                 ret = -ENOMEM;
5531                 goto out_free_ulist;
5532         }
5533
5534         /*
5535          * We can't initialize that to 'start' as this could miss extents due
5536          * to extent item merging
5537          */
5538         off = 0;
5539         start = round_down(start, btrfs_inode_sectorsize(inode));
5540         len = round_up(max, btrfs_inode_sectorsize(inode)) - start;
5541
5542         /*
5543          * lookup the last file extent.  We're not using i_size here
5544          * because there might be preallocation past i_size
5545          */
5546         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode), -1,
5547                                        0);
5548         if (ret < 0) {
5549                 goto out_free_ulist;
5550         } else {
5551                 WARN_ON(!ret);
5552                 if (ret == 1)
5553                         ret = 0;
5554         }
5555
5556         path->slots[0]--;
5557         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &found_key, path->slots[0]);
5558         found_type = found_key.type;
5559
5560         /* No extents, but there might be delalloc bits */
5561         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5562             found_type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
5563                 /* have to trust i_size as the end */
5564                 last = (u64)-1;
5565                 last_for_get_extent = isize;
5566         } else {
5567                 /*
5568                  * remember the start of the last extent.  There are a
5569                  * bunch of different factors that go into the length of the
5570                  * extent, so its much less complex to remember where it started
5571                  */
5572                 last = found_key.offset;
5573                 last_for_get_extent = last + 1;
5574         }
5575         btrfs_release_path(path);
5576
5577         /*
5578          * we might have some extents allocated but more delalloc past those
5579          * extents.  so, we trust isize unless the start of the last extent is
5580          * beyond isize
5581          */
5582         if (last < isize) {
5583                 last = (u64)-1;
5584                 last_for_get_extent = isize;
5585         }
5586
5587         lock_extent_bits(&inode->io_tree, start, start + len - 1,
5588                          &cached_state);
5589
5590         em = get_extent_skip_holes(inode, start, last_for_get_extent);
5591         if (!em)
5592                 goto out;
5593         if (IS_ERR(em)) {
5594                 ret = PTR_ERR(em);
5595                 goto out;
5596         }
5597
5598         while (!end) {
5599                 u64 offset_in_extent = 0;
5600
5601                 /* break if the extent we found is outside the range */
5602                 if (em->start >= max || extent_map_end(em) < off)
5603                         break;
5604
5605                 /*
5606                  * get_extent may return an extent that starts before our
5607                  * requested range.  We have to make sure the ranges
5608                  * we return to fiemap always move forward and don't
5609                  * overlap, so adjust the offsets here
5610                  */
5611                 em_start = max(em->start, off);
5612
5613                 /*
5614                  * record the offset from the start of the extent
5615                  * for adjusting the disk offset below.  Only do this if the
5616                  * extent isn't compressed since our in ram offset may be past
5617                  * what we have actually allocated on disk.
5618                  */
5619                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
5620                         offset_in_extent = em_start - em->start;
5621                 em_end = extent_map_end(em);
5622                 em_len = em_end - em_start;
5623                 flags = 0;
5624                 if (em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
5625                         disko = em->block_start + offset_in_extent;
5626                 else
5627                         disko = 0;
5628
5629                 /*
5630                  * bump off for our next call to get_extent
5631                  */
5632                 off = extent_map_end(em);
5633                 if (off >= max)
5634                         end = 1;
5635
5636                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
5637                         end = 1;
5638                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5639                 } else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
5640                         flags |= (FIEMAP_EXTENT_DATA_INLINE |
5641                                   FIEMAP_EXTENT_NOT_ALIGNED);
5642                 } else if (em->block_start == EXTENT_MAP_DELALLOC) {
5643                         flags |= (FIEMAP_EXTENT_DELALLOC |
5644                                   FIEMAP_EXTENT_UNKNOWN);
5645                 } else if (fieinfo->fi_extents_max) {
5646                         u64 bytenr = em->block_start -
5647                                 (em->start - em->orig_start);
5648
5649                         /*
5650                          * As btrfs supports shared space, this information
5651                          * can be exported to userspace tools via
5652                          * flag FIEMAP_EXTENT_SHARED.  If fi_extents_max == 0
5653                          * then we're just getting a count and we can skip the
5654                          * lookup stuff.
5655                          */
5656                         ret = btrfs_check_shared(root, btrfs_ino(inode),
5657                                                  bytenr, roots, tmp_ulist);
5658                         if (ret < 0)
5659                                 goto out_free;
5660                         if (ret)
5661                                 flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
5662                         ret = 0;
5663                 }
5664                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
5665                         flags |= FIEMAP_EXTENT_ENCODED;
5666                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
5667                         flags |= FIEMAP_EXTENT_UNWRITTEN;
5668
5669                 free_extent_map(em);
5670                 em = NULL;
5671                 if ((em_start >= last) || em_len == (u64)-1 ||
5672                    (last == (u64)-1 && isize <= em_end)) {
5673                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5674                         end = 1;
5675                 }
5676
5677                 /* now scan forward to see if this is really the last extent. */
5678                 em = get_extent_skip_holes(inode, off, last_for_get_extent);
5679                 if (IS_ERR(em)) {
5680                         ret = PTR_ERR(em);
5681                         goto out;
5682                 }
5683                 if (!em) {
5684                         flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
5685                         end = 1;
5686                 }
5687                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, em_start, disko,
5688                                            em_len, flags);
5689                 if (ret) {
5690                         if (ret == 1)
5691                                 ret = 0;
5692                         goto out_free;
5693                 }
5694         }
5695 out_free:
5696         if (!ret)
5697                 ret = emit_last_fiemap_cache(fieinfo, &cache);
5698         free_extent_map(em);
5699 out:
5700         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, start, start + len - 1,
5701                              &cached_state);
5702
5703 out_free_ulist:
5704         btrfs_free_path(path);
5705         ulist_free(roots);
5706         ulist_free(tmp_ulist);
5707         return ret;
5708 }
5709
5710 static void __free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
5711 {
5712         kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
5713 }
5714
5715 int extent_buffer_under_io(const struct extent_buffer *eb)
5716 {
5717         return (atomic_read(&eb->io_pages) ||
5718                 test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags) ||
5719                 test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
5720 }
5721
5722 static bool page_range_has_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
5723 {
5724         struct btrfs_subpage *subpage;
5725
5726         lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
5727
5728         if (PagePrivate(page)) {
5729                 subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
5730                 if (atomic_read(&subpage->eb_refs))
5731                         return true;
5732                 /*
5733                  * Even there is no eb refs here, we may still have
5734                  * end_page_read() call relying on page::private.
5735                  */
5736                 if (atomic_read(&subpage->readers))
5737                         return true;
5738         }
5739         return false;
5740 }
5741
5742 static void detach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb, struct page *page)
5743 {
5744         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
5745         const bool mapped = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
5746
5747         /*
5748          * For mapped eb, we're going to change the page private, which should
5749          * be done under the private_lock.
5750          */
5751         if (mapped)
5752                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
5753
5754         if (!PagePrivate(page)) {
5755                 if (mapped)
5756                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5757                 return;
5758         }
5759
5760         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
5761                 /*
5762                  * We do this since we'll remove the pages after we've
5763                  * removed the eb from the radix tree, so we could race
5764                  * and have this page now attached to the new eb.  So
5765                  * only clear page_private if it's still connected to
5766                  * this eb.
5767                  */
5768                 if (PagePrivate(page) &&
5769                     page->private == (unsigned long)eb) {
5770                         BUG_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
5771                         BUG_ON(PageDirty(page));
5772                         BUG_ON(PageWriteback(page));
5773                         /*
5774                          * We need to make sure we haven't be attached
5775                          * to a new eb.
5776                          */
5777                         detach_page_private(page);
5778                 }
5779                 if (mapped)
5780                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5781                 return;
5782         }
5783
5784         /*
5785          * For subpage, we can have dummy eb with page private.  In this case,
5786          * we can directly detach the private as such page is only attached to
5787          * one dummy eb, no sharing.
5788          */
5789         if (!mapped) {
5790                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
5791                 return;
5792         }
5793
5794         btrfs_page_dec_eb_refs(fs_info, page);
5795
5796         /*
5797          * We can only detach the page private if there are no other ebs in the
5798          * page range and no unfinished IO.
5799          */
5800         if (!page_range_has_eb(fs_info, page))
5801                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
5802
5803         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
5804 }
5805
5806 /* Release all pages attached to the extent buffer */
5807 static void btrfs_release_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb)
5808 {
5809         int i;
5810         int num_pages;
5811
5812         ASSERT(!extent_buffer_under_io(eb));
5813
5814         num_pages = num_extent_pages(eb);
5815         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5816                 struct page *page = eb->pages[i];
5817
5818                 if (!page)
5819                         continue;
5820
5821                 detach_extent_buffer_page(eb, page);
5822
5823                 /* One for when we allocated the page */
5824                 put_page(page);
5825         }
5826 }
5827
5828 /*
5829  * Helper for releasing the extent buffer.
5830  */
5831 static inline void btrfs_release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
5832 {
5833         btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
5834         btrfs_leak_debug_del(&eb->fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list);
5835         __free_extent_buffer(eb);
5836 }
5837
5838 static struct extent_buffer *
5839 __alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start,
5840                       unsigned long len)
5841 {
5842         struct extent_buffer *eb = NULL;
5843
5844         eb = kmem_cache_zalloc(extent_buffer_cache, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
5845         eb->start = start;
5846         eb->len = len;
5847         eb->fs_info = fs_info;
5848         eb->bflags = 0;
5849         init_rwsem(&eb->lock);
5850
5851         btrfs_leak_debug_add(&fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list,
5852                              &fs_info->allocated_ebs);
5853         INIT_LIST_HEAD(&eb->release_list);
5854
5855         spin_lock_init(&eb->refs_lock);
5856         atomic_set(&eb->refs, 1);
5857         atomic_set(&eb->io_pages, 0);
5858
5859         ASSERT(len <= BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE);
5860
5861         return eb;
5862 }
5863
5864 struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src)
5865 {
5866         int i;
5867         struct extent_buffer *new;
5868         int num_pages = num_extent_pages(src);
5869         int ret;
5870
5871         new = __alloc_extent_buffer(src->fs_info, src->start, src->len);
5872         if (new == NULL)
5873                 return NULL;
5874
5875         /*
5876          * Set UNMAPPED before calling btrfs_release_extent_buffer(), as
5877          * btrfs_release_extent_buffer() have different behavior for
5878          * UNMAPPED subpage extent buffer.
5879          */
5880         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &new->bflags);
5881
5882         memset(new->pages, 0, sizeof(*new->pages) * num_pages);
5883         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, new->pages);
5884         if (ret) {
5885                 btrfs_release_extent_buffer(new);
5886                 return NULL;
5887         }
5888
5889         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5890                 int ret;
5891                 struct page *p = new->pages[i];
5892
5893                 ret = attach_extent_buffer_page(new, p, NULL);
5894                 if (ret < 0) {
5895                         btrfs_release_extent_buffer(new);
5896                         return NULL;
5897                 }
5898                 WARN_ON(PageDirty(p));
5899                 copy_page(page_address(p), page_address(src->pages[i]));
5900         }
5901         set_extent_buffer_uptodate(new);
5902
5903         return new;
5904 }
5905
5906 struct extent_buffer *__alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5907                                                   u64 start, unsigned long len)
5908 {
5909         struct extent_buffer *eb;
5910         int num_pages;
5911         int i;
5912         int ret;
5913
5914         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
5915         if (!eb)
5916                 return NULL;
5917
5918         num_pages = num_extent_pages(eb);
5919         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, eb->pages);
5920         if (ret)
5921                 goto err;
5922
5923         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5924                 struct page *p = eb->pages[i];
5925
5926                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, NULL);
5927                 if (ret < 0)
5928                         goto err;
5929         }
5930
5931         set_extent_buffer_uptodate(eb);
5932         btrfs_set_header_nritems(eb, 0);
5933         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
5934
5935         return eb;
5936 err:
5937         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5938                 if (eb->pages[i]) {
5939                         detach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i]);
5940                         __free_page(eb->pages[i]);
5941                 }
5942         }
5943         __free_extent_buffer(eb);
5944         return NULL;
5945 }
5946
5947 struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5948                                                 u64 start)
5949 {
5950         return __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start, fs_info->nodesize);
5951 }
5952
5953 static void check_buffer_tree_ref(struct extent_buffer *eb)
5954 {
5955         int refs;
5956         /*
5957          * The TREE_REF bit is first set when the extent_buffer is added
5958          * to the radix tree. It is also reset, if unset, when a new reference
5959          * is created by find_extent_buffer.
5960          *
5961          * It is only cleared in two cases: freeing the last non-tree
5962          * reference to the extent_buffer when its STALE bit is set or
5963          * calling release_folio when the tree reference is the only reference.
5964          *
5965          * In both cases, care is taken to ensure that the extent_buffer's
5966          * pages are not under io. However, release_folio can be concurrently
5967          * called with creating new references, which is prone to race
5968          * conditions between the calls to check_buffer_tree_ref in those
5969          * codepaths and clearing TREE_REF in try_release_extent_buffer.
5970          *
5971          * The actual lifetime of the extent_buffer in the radix tree is
5972          * adequately protected by the refcount, but the TREE_REF bit and
5973          * its corresponding reference are not. To protect against this
5974          * class of races, we call check_buffer_tree_ref from the codepaths
5975          * which trigger io after they set eb->io_pages. Note that once io is
5976          * initiated, TREE_REF can no longer be cleared, so that is the
5977          * moment at which any such race is best fixed.
5978          */
5979         refs = atomic_read(&eb->refs);
5980         if (refs >= 2 && test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
5981                 return;
5982
5983         spin_lock(&eb->refs_lock);
5984         if (!test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
5985                 atomic_inc(&eb->refs);
5986         spin_unlock(&eb->refs_lock);
5987 }
5988
5989 static void mark_extent_buffer_accessed(struct extent_buffer *eb,
5990                 struct page *accessed)
5991 {
5992         int num_pages, i;
5993
5994         check_buffer_tree_ref(eb);
5995
5996         num_pages = num_extent_pages(eb);
5997         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
5998                 struct page *p = eb->pages[i];
5999
6000                 if (p != accessed)
6001                         mark_page_accessed(p);
6002         }
6003 }
6004
6005 struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6006                                          u64 start)
6007 {
6008         struct extent_buffer *eb;
6009
6010         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
6011         if (!eb)
6012                 return NULL;
6013         /*
6014          * Lock our eb's refs_lock to avoid races with free_extent_buffer().
6015          * When we get our eb it might be flagged with EXTENT_BUFFER_STALE and
6016          * another task running free_extent_buffer() might have seen that flag
6017          * set, eb->refs == 2, that the buffer isn't under IO (dirty and
6018          * writeback flags not set) and it's still in the tree (flag
6019          * EXTENT_BUFFER_TREE_REF set), therefore being in the process of
6020          * decrementing the extent buffer's reference count twice.  So here we
6021          * could race and increment the eb's reference count, clear its stale
6022          * flag, mark it as dirty and drop our reference before the other task
6023          * finishes executing free_extent_buffer, which would later result in
6024          * an attempt to free an extent buffer that is dirty.
6025          */
6026         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags)) {
6027                 spin_lock(&eb->refs_lock);
6028                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
6029         }
6030         mark_extent_buffer_accessed(eb, NULL);
6031         return eb;
6032 }
6033
6034 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
6035 struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6036                                         u64 start)
6037 {
6038         struct extent_buffer *eb, *exists = NULL;
6039         int ret;
6040
6041         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
6042         if (eb)
6043                 return eb;
6044         eb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start);
6045         if (!eb)
6046                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6047         eb->fs_info = fs_info;
6048 again:
6049         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
6050         if (ret) {
6051                 exists = ERR_PTR(ret);
6052                 goto free_eb;
6053         }
6054         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
6055         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
6056                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
6057         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
6058         radix_tree_preload_end();
6059         if (ret == -EEXIST) {
6060                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
6061                 if (exists)
6062                         goto free_eb;
6063                 else
6064                         goto again;
6065         }
6066         check_buffer_tree_ref(eb);
6067         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
6068
6069         return eb;
6070 free_eb:
6071         btrfs_release_extent_buffer(eb);
6072         return exists;
6073 }
6074 #endif
6075
6076 static struct extent_buffer *grab_extent_buffer(
6077                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
6078 {
6079         struct extent_buffer *exists;
6080
6081         /*
6082          * For subpage case, we completely rely on radix tree to ensure we
6083          * don't try to insert two ebs for the same bytenr.  So here we always
6084          * return NULL and just continue.
6085          */
6086         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
6087                 return NULL;
6088
6089         /* Page not yet attached to an extent buffer */
6090         if (!PagePrivate(page))
6091                 return NULL;
6092
6093         /*
6094          * We could have already allocated an eb for this page and attached one
6095          * so lets see if we can get a ref on the existing eb, and if we can we
6096          * know it's good and we can just return that one, else we know we can
6097          * just overwrite page->private.
6098          */
6099         exists = (struct extent_buffer *)page->private;
6100         if (atomic_inc_not_zero(&exists->refs))
6101                 return exists;
6102
6103         WARN_ON(PageDirty(page));
6104         detach_page_private(page);
6105         return NULL;
6106 }
6107
6108 static int check_eb_alignment(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
6109 {
6110         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize)) {
6111                 btrfs_err(fs_info, "bad tree block start %llu", start);
6112                 return -EINVAL;
6113         }
6114
6115         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE &&
6116             offset_in_page(start) + fs_info->nodesize > PAGE_SIZE) {
6117                 btrfs_err(fs_info,
6118                 "tree block crosses page boundary, start %llu nodesize %u",
6119                           start, fs_info->nodesize);
6120                 return -EINVAL;
6121         }
6122         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE &&
6123             !PAGE_ALIGNED(start)) {
6124                 btrfs_err(fs_info,
6125                 "tree block is not page aligned, start %llu nodesize %u",
6126                           start, fs_info->nodesize);
6127                 return -EINVAL;
6128         }
6129         return 0;
6130 }
6131
6132 struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
6133                                           u64 start, u64 owner_root, int level)
6134 {
6135         unsigned long len = fs_info->nodesize;
6136         int num_pages;
6137         int i;
6138         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
6139         struct extent_buffer *eb;
6140         struct extent_buffer *exists = NULL;
6141         struct page *p;
6142         struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
6143         u64 lockdep_owner = owner_root;
6144         int uptodate = 1;
6145         int ret;
6146
6147         if (check_eb_alignment(fs_info, start))
6148                 return ERR_PTR(-EINVAL);
6149
6150 #if BITS_PER_LONG == 32
6151         if (start >= MAX_LFS_FILESIZE) {
6152                 btrfs_err_rl(fs_info,
6153                 "extent buffer %llu is beyond 32bit page cache limit", start);
6154                 btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
6155                 return ERR_PTR(-EOVERFLOW);
6156         }
6157         if (start >= BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
6158                 btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
6159 #endif
6160
6161         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
6162         if (eb)
6163                 return eb;
6164
6165         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
6166         if (!eb)
6167                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6168
6169         /*
6170          * The reloc trees are just snapshots, so we need them to appear to be
6171          * just like any other fs tree WRT lockdep.
6172          */
6173         if (lockdep_owner == BTRFS_TREE_RELOC_OBJECTID)
6174                 lockdep_owner = BTRFS_FS_TREE_OBJECTID;
6175
6176         btrfs_set_buffer_lockdep_class(lockdep_owner, eb, level);
6177
6178         num_pages = num_extent_pages(eb);
6179         for (i = 0; i < num_pages; i++, index++) {
6180                 struct btrfs_subpage *prealloc = NULL;
6181
6182                 p = find_or_create_page(mapping, index, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
6183                 if (!p) {
6184                         exists = ERR_PTR(-ENOMEM);
6185                         goto free_eb;
6186                 }
6187
6188                 /*
6189                  * Preallocate page->private for subpage case, so that we won't
6190                  * allocate memory with private_lock hold.  The memory will be
6191                  * freed by attach_extent_buffer_page() or freed manually if
6192                  * we exit earlier.
6193                  *
6194                  * Although we have ensured one subpage eb can only have one
6195                  * page, but it may change in the future for 16K page size
6196                  * support, so we still preallocate the memory in the loop.
6197                  */
6198                 if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
6199                         prealloc = btrfs_alloc_subpage(fs_info, BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
6200                         if (IS_ERR(prealloc)) {
6201                                 ret = PTR_ERR(prealloc);
6202                                 unlock_page(p);
6203                                 put_page(p);
6204                                 exists = ERR_PTR(ret);
6205                                 goto free_eb;
6206                         }
6207                 }
6208
6209                 spin_lock(&mapping->private_lock);
6210                 exists = grab_extent_buffer(fs_info, p);
6211                 if (exists) {
6212                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
6213                         unlock_page(p);
6214                         put_page(p);
6215                         mark_extent_buffer_accessed(exists, p);
6216                         btrfs_free_subpage(prealloc);
6217                         goto free_eb;
6218                 }
6219                 /* Should not fail, as we have preallocated the memory */
6220                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, prealloc);
6221                 ASSERT(!ret);
6222                 /*
6223                  * To inform we have extra eb under allocation, so that
6224                  * detach_extent_buffer_page() won't release the page private
6225                  * when the eb hasn't yet been inserted into radix tree.
6226                  *
6227                  * The ref will be decreased when the eb released the page, in
6228                  * detach_extent_buffer_page().
6229                  * Thus needs no special handling in error path.
6230                  */
6231                 btrfs_page_inc_eb_refs(fs_info, p);
6232                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
6233
6234                 WARN_ON(btrfs_page_test_dirty(fs_info, p, eb->start, eb->len));
6235                 eb->pages[i] = p;
6236                 if (!PageUptodate(p))
6237                         uptodate = 0;
6238
6239                 /*
6240                  * We can't unlock the pages just yet since the extent buffer
6241                  * hasn't been properly inserted in the radix tree, this
6242                  * opens a race with btree_release_folio which can free a page
6243                  * while we are still filling in all pages for the buffer and
6244                  * we could crash.
6245                  */
6246         }
6247         if (uptodate)
6248                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6249 again:
6250         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
6251         if (ret) {
6252                 exists = ERR_PTR(ret);
6253                 goto free_eb;
6254         }
6255
6256         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
6257         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
6258                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
6259         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
6260         radix_tree_preload_end();
6261         if (ret == -EEXIST) {
6262                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
6263                 if (exists)
6264                         goto free_eb;
6265                 else
6266                         goto again;
6267         }
6268         /* add one reference for the tree */
6269         check_buffer_tree_ref(eb);
6270         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
6271
6272         /*
6273          * Now it's safe to unlock the pages because any calls to
6274          * btree_release_folio will correctly detect that a page belongs to a
6275          * live buffer and won't free them prematurely.
6276          */
6277         for (i = 0; i < num_pages; i++)
6278                 unlock_page(eb->pages[i]);
6279         return eb;
6280
6281 free_eb:
6282         WARN_ON(!atomic_dec_and_test(&eb->refs));
6283         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6284                 if (eb->pages[i])
6285                         unlock_page(eb->pages[i]);
6286         }
6287
6288         btrfs_release_extent_buffer(eb);
6289         return exists;
6290 }
6291
6292 static inline void btrfs_release_extent_buffer_rcu(struct rcu_head *head)
6293 {
6294         struct extent_buffer *eb =
6295                         container_of(head, struct extent_buffer, rcu_head);
6296
6297         __free_extent_buffer(eb);
6298 }
6299
6300 static int release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
6301         __releases(&eb->refs_lock)
6302 {
6303         lockdep_assert_held(&eb->refs_lock);
6304
6305         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6306         if (atomic_dec_and_test(&eb->refs)) {
6307                 if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags)) {
6308                         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6309
6310                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6311
6312                         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
6313                         radix_tree_delete(&fs_info->buffer_radix,
6314                                           eb->start >> fs_info->sectorsize_bits);
6315                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
6316                 } else {
6317                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6318                 }
6319
6320                 btrfs_leak_debug_del(&eb->fs_info->eb_leak_lock, &eb->leak_list);
6321                 /* Should be safe to release our pages at this point */
6322                 btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
6323 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
6324                 if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags))) {
6325                         __free_extent_buffer(eb);
6326                         return 1;
6327                 }
6328 #endif
6329                 call_rcu(&eb->rcu_head, btrfs_release_extent_buffer_rcu);
6330                 return 1;
6331         }
6332         spin_unlock(&eb->refs_lock);
6333
6334         return 0;
6335 }
6336
6337 void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
6338 {
6339         int refs;
6340         int old;
6341         if (!eb)
6342                 return;
6343
6344         while (1) {
6345                 refs = atomic_read(&eb->refs);
6346                 if ((!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) && refs <= 3)
6347                     || (test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) &&
6348                         refs == 1))
6349                         break;
6350                 old = atomic_cmpxchg(&eb->refs, refs, refs - 1);
6351                 if (old == refs)
6352                         return;
6353         }
6354
6355         spin_lock(&eb->refs_lock);
6356         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 &&
6357             test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags) &&
6358             !extent_buffer_under_io(eb) &&
6359             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
6360                 atomic_dec(&eb->refs);
6361
6362         /*
6363          * I know this is terrible, but it's temporary until we stop tracking
6364          * the uptodate bits and such for the extent buffers.
6365          */
6366         release_extent_buffer(eb);
6367 }
6368
6369 void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb)
6370 {
6371         if (!eb)
6372                 return;
6373
6374         spin_lock(&eb->refs_lock);
6375         set_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags);
6376
6377         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 && !extent_buffer_under_io(eb) &&
6378             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
6379                 atomic_dec(&eb->refs);
6380         release_extent_buffer(eb);
6381 }
6382
6383 static void btree_clear_page_dirty(struct page *page)
6384 {
6385         ASSERT(PageDirty(page));
6386         ASSERT(PageLocked(page));
6387         clear_page_dirty_for_io(page);
6388         xa_lock_irq(&page->mapping->i_pages);
6389         if (!PageDirty(page))
6390                 __xa_clear_mark(&page->mapping->i_pages,
6391                                 page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
6392         xa_unlock_irq(&page->mapping->i_pages);
6393 }
6394
6395 static void clear_subpage_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
6396 {
6397         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6398         struct page *page = eb->pages[0];
6399         bool last;
6400
6401         /* btree_clear_page_dirty() needs page locked */
6402         lock_page(page);
6403         last = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page, eb->start,
6404                                                   eb->len);
6405         if (last)
6406                 btree_clear_page_dirty(page);
6407         unlock_page(page);
6408         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6409 }
6410
6411 void clear_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
6412 {
6413         int i;
6414         int num_pages;
6415         struct page *page;
6416
6417         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
6418                 return clear_subpage_extent_buffer_dirty(eb);
6419
6420         num_pages = num_extent_pages(eb);
6421
6422         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6423                 page = eb->pages[i];
6424                 if (!PageDirty(page))
6425                         continue;
6426                 lock_page(page);
6427                 btree_clear_page_dirty(page);
6428                 ClearPageError(page);
6429                 unlock_page(page);
6430         }
6431         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6432 }
6433
6434 bool set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb)
6435 {
6436         int i;
6437         int num_pages;
6438         bool was_dirty;
6439
6440         check_buffer_tree_ref(eb);
6441
6442         was_dirty = test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
6443
6444         num_pages = num_extent_pages(eb);
6445         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
6446         WARN_ON(!test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags));
6447
6448         if (!was_dirty) {
6449                 bool subpage = eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE;
6450
6451                 /*
6452                  * For subpage case, we can have other extent buffers in the
6453                  * same page, and in clear_subpage_extent_buffer_dirty() we
6454                  * have to clear page dirty without subpage lock held.
6455                  * This can cause race where our page gets dirty cleared after
6456                  * we just set it.
6457                  *
6458                  * Thankfully, clear_subpage_extent_buffer_dirty() has locked
6459                  * its page for other reasons, we can use page lock to prevent
6460                  * the above race.
6461                  */
6462                 if (subpage)
6463                         lock_page(eb->pages[0]);
6464                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
6465                         btrfs_page_set_dirty(eb->fs_info, eb->pages[i],
6466                                              eb->start, eb->len);
6467                 if (subpage)
6468                         unlock_page(eb->pages[0]);
6469         }
6470 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
6471         for (i = 0; i < num_pages; i++)
6472                 ASSERT(PageDirty(eb->pages[i]));
6473 #endif
6474
6475         return was_dirty;
6476 }
6477
6478 void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
6479 {
6480         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6481         struct page *page;
6482         int num_pages;
6483         int i;
6484
6485         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6486         num_pages = num_extent_pages(eb);
6487         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6488                 page = eb->pages[i];
6489                 if (!page)
6490                         continue;
6491
6492                 /*
6493                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
6494                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
6495                  */
6496                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
6497                         ClearPageUptodate(page);
6498                 else
6499                         btrfs_subpage_clear_uptodate(fs_info, page, eb->start,
6500                                                      eb->len);
6501         }
6502 }
6503
6504 void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
6505 {
6506         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6507         struct page *page;
6508         int num_pages;
6509         int i;
6510
6511         set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6512         num_pages = num_extent_pages(eb);
6513         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6514                 page = eb->pages[i];
6515
6516                 /*
6517                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
6518                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
6519                  */
6520                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
6521                         SetPageUptodate(page);
6522                 else
6523                         btrfs_subpage_set_uptodate(fs_info, page, eb->start,
6524                                                    eb->len);
6525         }
6526 }
6527
6528 static int read_extent_buffer_subpage(struct extent_buffer *eb, int wait,
6529                                       int mirror_num)
6530 {
6531         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6532         struct extent_io_tree *io_tree;
6533         struct page *page = eb->pages[0];
6534         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
6535                 .mirror_num = mirror_num,
6536         };
6537         int ret = 0;
6538
6539         ASSERT(!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags));
6540         ASSERT(PagePrivate(page));
6541         io_tree = &BTRFS_I(fs_info->btree_inode)->io_tree;
6542
6543         if (wait == WAIT_NONE) {
6544                 if (!try_lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1))
6545                         return -EAGAIN;
6546         } else {
6547                 ret = lock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1);
6548                 if (ret < 0)
6549                         return ret;
6550         }
6551
6552         ret = 0;
6553         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags) ||
6554             PageUptodate(page) ||
6555             btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page, eb->start, eb->len)) {
6556                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6557                 unlock_extent(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1);
6558                 return ret;
6559         }
6560
6561         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
6562         eb->read_mirror = 0;
6563         atomic_set(&eb->io_pages, 1);
6564         check_buffer_tree_ref(eb);
6565         btrfs_subpage_clear_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6566
6567         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6568         ret = submit_extent_page(REQ_OP_READ, NULL, &bio_ctrl,
6569                                  page, eb->start, eb->len,
6570                                  eb->start - page_offset(page),
6571                                  end_bio_extent_readpage, 0, true);
6572         if (ret) {
6573                 /*
6574                  * In the endio function, if we hit something wrong we will
6575                  * increase the io_pages, so here we need to decrease it for
6576                  * error path.
6577                  */
6578                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6579         }
6580         submit_one_bio(&bio_ctrl);
6581         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE)
6582                 return ret;
6583
6584         wait_extent_bit(io_tree, eb->start, eb->start + eb->len - 1, EXTENT_LOCKED);
6585         if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
6586                 ret = -EIO;
6587         return ret;
6588 }
6589
6590 int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int wait, int mirror_num)
6591 {
6592         int i;
6593         struct page *page;
6594         int err;
6595         int ret = 0;
6596         int locked_pages = 0;
6597         int all_uptodate = 1;
6598         int num_pages;
6599         unsigned long num_reads = 0;
6600         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
6601                 .mirror_num = mirror_num,
6602         };
6603
6604         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
6605                 return 0;
6606
6607         /*
6608          * We could have had EXTENT_BUFFER_UPTODATE cleared by the write
6609          * operation, which could potentially still be in flight.  In this case
6610          * we simply want to return an error.
6611          */
6612         if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)))
6613                 return -EIO;
6614
6615         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
6616                 return read_extent_buffer_subpage(eb, wait, mirror_num);
6617
6618         num_pages = num_extent_pages(eb);
6619         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6620                 page = eb->pages[i];
6621                 if (wait == WAIT_NONE) {
6622                         /*
6623                          * WAIT_NONE is only utilized by readahead. If we can't
6624                          * acquire the lock atomically it means either the eb
6625                          * is being read out or under modification.
6626                          * Either way the eb will be or has been cached,
6627                          * readahead can exit safely.
6628                          */
6629                         if (!trylock_page(page))
6630                                 goto unlock_exit;
6631                 } else {
6632                         lock_page(page);
6633                 }
6634                 locked_pages++;
6635         }
6636         /*
6637          * We need to firstly lock all pages to make sure that
6638          * the uptodate bit of our pages won't be affected by
6639          * clear_extent_buffer_uptodate().
6640          */
6641         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6642                 page = eb->pages[i];
6643                 if (!PageUptodate(page)) {
6644                         num_reads++;
6645                         all_uptodate = 0;
6646                 }
6647         }
6648
6649         if (all_uptodate) {
6650                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
6651                 goto unlock_exit;
6652         }
6653
6654         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
6655         eb->read_mirror = 0;
6656         atomic_set(&eb->io_pages, num_reads);
6657         /*
6658          * It is possible for release_folio to clear the TREE_REF bit before we
6659          * set io_pages. See check_buffer_tree_ref for a more detailed comment.
6660          */
6661         check_buffer_tree_ref(eb);
6662         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6663                 page = eb->pages[i];
6664
6665                 if (!PageUptodate(page)) {
6666                         if (ret) {
6667                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6668                                 unlock_page(page);
6669                                 continue;
6670                         }
6671
6672                         ClearPageError(page);
6673                         err = submit_extent_page(REQ_OP_READ, NULL,
6674                                          &bio_ctrl, page, page_offset(page),
6675                                          PAGE_SIZE, 0, end_bio_extent_readpage,
6676                                          0, false);
6677                         if (err) {
6678                                 /*
6679                                  * We failed to submit the bio so it's the
6680                                  * caller's responsibility to perform cleanup
6681                                  * i.e unlock page/set error bit.
6682                                  */
6683                                 ret = err;
6684                                 SetPageError(page);
6685                                 unlock_page(page);
6686                                 atomic_dec(&eb->io_pages);
6687                         }
6688                 } else {
6689                         unlock_page(page);
6690                 }
6691         }
6692
6693         submit_one_bio(&bio_ctrl);
6694
6695         if (ret || wait != WAIT_COMPLETE)
6696                 return ret;
6697
6698         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
6699                 page = eb->pages[i];
6700                 wait_on_page_locked(page);
6701                 if (!PageUptodate(page))
6702                         ret = -EIO;
6703         }
6704
6705         return ret;
6706
6707 unlock_exit:
6708         while (locked_pages > 0) {
6709                 locked_pages--;
6710                 page = eb->pages[locked_pages];
6711                 unlock_page(page);
6712         }
6713         return ret;
6714 }
6715
6716 static bool report_eb_range(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6717                             unsigned long len)
6718 {
6719         btrfs_warn(eb->fs_info,
6720                 "access to eb bytenr %llu len %lu out of range start %lu len %lu",
6721                 eb->start, eb->len, start, len);
6722         WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
6723
6724         return true;
6725 }
6726
6727 /*
6728  * Check if the [start, start + len) range is valid before reading/writing
6729  * the eb.
6730  * NOTE: @start and @len are offset inside the eb, not logical address.
6731  *
6732  * Caller should not touch the dst/src memory if this function returns error.
6733  */
6734 static inline int check_eb_range(const struct extent_buffer *eb,
6735                                  unsigned long start, unsigned long len)
6736 {
6737         unsigned long offset;
6738
6739         /* start, start + len should not go beyond eb->len nor overflow */
6740         if (unlikely(check_add_overflow(start, len, &offset) || offset > eb->len))
6741                 return report_eb_range(eb, start, len);
6742
6743         return false;
6744 }
6745
6746 void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dstv,
6747                         unsigned long start, unsigned long len)
6748 {
6749         size_t cur;
6750         size_t offset;
6751         struct page *page;
6752         char *kaddr;
6753         char *dst = (char *)dstv;
6754         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6755
6756         if (check_eb_range(eb, start, len))
6757                 return;
6758
6759         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6760
6761         while (len > 0) {
6762                 page = eb->pages[i];
6763
6764                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6765                 kaddr = page_address(page);
6766                 memcpy(dst, kaddr + offset, cur);
6767
6768                 dst += cur;
6769                 len -= cur;
6770                 offset = 0;
6771                 i++;
6772         }
6773 }
6774
6775 int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
6776                                        void __user *dstv,
6777                                        unsigned long start, unsigned long len)
6778 {
6779         size_t cur;
6780         size_t offset;
6781         struct page *page;
6782         char *kaddr;
6783         char __user *dst = (char __user *)dstv;
6784         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6785         int ret = 0;
6786
6787         WARN_ON(start > eb->len);
6788         WARN_ON(start + len > eb->start + eb->len);
6789
6790         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6791
6792         while (len > 0) {
6793                 page = eb->pages[i];
6794
6795                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6796                 kaddr = page_address(page);
6797                 if (copy_to_user_nofault(dst, kaddr + offset, cur)) {
6798                         ret = -EFAULT;
6799                         break;
6800                 }
6801
6802                 dst += cur;
6803                 len -= cur;
6804                 offset = 0;
6805                 i++;
6806         }
6807
6808         return ret;
6809 }
6810
6811 int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
6812                          unsigned long start, unsigned long len)
6813 {
6814         size_t cur;
6815         size_t offset;
6816         struct page *page;
6817         char *kaddr;
6818         char *ptr = (char *)ptrv;
6819         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6820         int ret = 0;
6821
6822         if (check_eb_range(eb, start, len))
6823                 return -EINVAL;
6824
6825         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6826
6827         while (len > 0) {
6828                 page = eb->pages[i];
6829
6830                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
6831
6832                 kaddr = page_address(page);
6833                 ret = memcmp(ptr, kaddr + offset, cur);
6834                 if (ret)
6835                         break;
6836
6837                 ptr += cur;
6838                 len -= cur;
6839                 offset = 0;
6840                 i++;
6841         }
6842         return ret;
6843 }
6844
6845 /*
6846  * Check that the extent buffer is uptodate.
6847  *
6848  * For regular sector size == PAGE_SIZE case, check if @page is uptodate.
6849  * For subpage case, check if the range covered by the eb has EXTENT_UPTODATE.
6850  */
6851 static void assert_eb_page_uptodate(const struct extent_buffer *eb,
6852                                     struct page *page)
6853 {
6854         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
6855
6856         /*
6857          * If we are using the commit root we could potentially clear a page
6858          * Uptodate while we're using the extent buffer that we've previously
6859          * looked up.  We don't want to complain in this case, as the page was
6860          * valid before, we just didn't write it out.  Instead we want to catch
6861          * the case where we didn't actually read the block properly, which
6862          * would have !PageUptodate && !PageError, as we clear PageError before
6863          * reading.
6864          */
6865         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
6866                 bool uptodate, error;
6867
6868                 uptodate = btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page,
6869                                                        eb->start, eb->len);
6870                 error = btrfs_subpage_test_error(fs_info, page, eb->start, eb->len);
6871                 WARN_ON(!uptodate && !error);
6872         } else {
6873                 WARN_ON(!PageUptodate(page) && !PageError(page));
6874         }
6875 }
6876
6877 void write_extent_buffer_chunk_tree_uuid(const struct extent_buffer *eb,
6878                 const void *srcv)
6879 {
6880         char *kaddr;
6881
6882         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
6883         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
6884                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header,
6885                                                    chunk_tree_uuid));
6886         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
6887 }
6888
6889 void write_extent_buffer_fsid(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv)
6890 {
6891         char *kaddr;
6892
6893         assert_eb_page_uptodate(eb, eb->pages[0]);
6894         kaddr = page_address(eb->pages[0]) +
6895                 get_eb_offset_in_page(eb, offsetof(struct btrfs_header, fsid));
6896         memcpy(kaddr, srcv, BTRFS_FSID_SIZE);
6897 }
6898
6899 void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv,
6900                          unsigned long start, unsigned long len)
6901 {
6902         size_t cur;
6903         size_t offset;
6904         struct page *page;
6905         char *kaddr;
6906         char *src = (char *)srcv;
6907         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6908
6909         WARN_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags));
6910
6911         if (check_eb_range(eb, start, len))
6912                 return;
6913
6914         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6915
6916         while (len > 0) {
6917                 page = eb->pages[i];
6918                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6919
6920                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
6921                 kaddr = page_address(page);
6922                 memcpy(kaddr + offset, src, cur);
6923
6924                 src += cur;
6925                 len -= cur;
6926                 offset = 0;
6927                 i++;
6928         }
6929 }
6930
6931 void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
6932                 unsigned long len)
6933 {
6934         size_t cur;
6935         size_t offset;
6936         struct page *page;
6937         char *kaddr;
6938         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
6939
6940         if (check_eb_range(eb, start, len))
6941                 return;
6942
6943         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
6944
6945         while (len > 0) {
6946                 page = eb->pages[i];
6947                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
6948
6949                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
6950                 kaddr = page_address(page);
6951                 memset(kaddr + offset, 0, cur);
6952
6953                 len -= cur;
6954                 offset = 0;
6955                 i++;
6956         }
6957 }
6958
6959 void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
6960                              const struct extent_buffer *src)
6961 {
6962         int i;
6963         int num_pages;
6964
6965         ASSERT(dst->len == src->len);
6966
6967         if (dst->fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
6968                 num_pages = num_extent_pages(dst);
6969                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
6970                         copy_page(page_address(dst->pages[i]),
6971                                   page_address(src->pages[i]));
6972         } else {
6973                 size_t src_offset = get_eb_offset_in_page(src, 0);
6974                 size_t dst_offset = get_eb_offset_in_page(dst, 0);
6975
6976                 ASSERT(src->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE);
6977                 memcpy(page_address(dst->pages[0]) + dst_offset,
6978                        page_address(src->pages[0]) + src_offset,
6979                        src->len);
6980         }
6981 }
6982
6983 void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
6984                         const struct extent_buffer *src,
6985                         unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
6986                         unsigned long len)
6987 {
6988         u64 dst_len = dst->len;
6989         size_t cur;
6990         size_t offset;
6991         struct page *page;
6992         char *kaddr;
6993         unsigned long i = get_eb_page_index(dst_offset);
6994
6995         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
6996             check_eb_range(src, src_offset, len))
6997                 return;
6998
6999         WARN_ON(src->len != dst_len);
7000
7001         offset = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
7002
7003         while (len > 0) {
7004                 page = dst->pages[i];
7005                 assert_eb_page_uptodate(dst, page);
7006
7007                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE - offset));
7008
7009                 kaddr = page_address(page);
7010                 read_extent_buffer(src, kaddr + offset, src_offset, cur);
7011
7012                 src_offset += cur;
7013                 len -= cur;
7014                 offset = 0;
7015                 i++;
7016         }
7017 }
7018
7019 /*
7020  * eb_bitmap_offset() - calculate the page and offset of the byte containing the
7021  * given bit number
7022  * @eb: the extent buffer
7023  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
7024  * @nr: bit number
7025  * @page_index: return index of the page in the extent buffer that contains the
7026  * given bit number
7027  * @page_offset: return offset into the page given by page_index
7028  *
7029  * This helper hides the ugliness of finding the byte in an extent buffer which
7030  * contains a given bit.
7031  */
7032 static inline void eb_bitmap_offset(const struct extent_buffer *eb,
7033                                     unsigned long start, unsigned long nr,
7034                                     unsigned long *page_index,
7035                                     size_t *page_offset)
7036 {
7037         size_t byte_offset = BIT_BYTE(nr);
7038         size_t offset;
7039
7040         /*
7041          * The byte we want is the offset of the extent buffer + the offset of
7042          * the bitmap item in the extent buffer + the offset of the byte in the
7043          * bitmap item.
7044          */
7045         offset = start + offset_in_page(eb->start) + byte_offset;
7046
7047         *page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
7048         *page_offset = offset_in_page(offset);
7049 }
7050
7051 /**
7052  * extent_buffer_test_bit - determine whether a bit in a bitmap item is set
7053  * @eb: the extent buffer
7054  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
7055  * @nr: bit number to test
7056  */
7057 int extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
7058                            unsigned long nr)
7059 {
7060         u8 *kaddr;
7061         struct page *page;
7062         unsigned long i;
7063         size_t offset;
7064
7065         eb_bitmap_offset(eb, start, nr, &i, &offset);
7066         page = eb->pages[i];
7067         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
7068         kaddr = page_address(page);
7069         return 1U & (kaddr[offset] >> (nr & (BITS_PER_BYTE - 1)));
7070 }
7071
7072 /**
7073  * extent_buffer_bitmap_set - set an area of a bitmap
7074  * @eb: the extent buffer
7075  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
7076  * @pos: bit number of the first bit
7077  * @len: number of bits to set
7078  */
7079 void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
7080                               unsigned long pos, unsigned long len)
7081 {
7082         u8 *kaddr;
7083         struct page *page;
7084         unsigned long i;
7085         size_t offset;
7086         const unsigned int size = pos + len;
7087         int bits_to_set = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
7088         u8 mask_to_set = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
7089
7090         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
7091         page = eb->pages[i];
7092         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
7093         kaddr = page_address(page);
7094
7095         while (len >= bits_to_set) {
7096                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
7097                 len -= bits_to_set;
7098                 bits_to_set = BITS_PER_BYTE;
7099                 mask_to_set = ~0;
7100                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
7101                         offset = 0;
7102                         page = eb->pages[++i];
7103                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
7104                         kaddr = page_address(page);
7105                 }
7106         }
7107         if (len) {
7108                 mask_to_set &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
7109                 kaddr[offset] |= mask_to_set;
7110         }
7111 }
7112
7113
7114 /**
7115  * extent_buffer_bitmap_clear - clear an area of a bitmap
7116  * @eb: the extent buffer
7117  * @start: offset of the bitmap item in the extent buffer
7118  * @pos: bit number of the first bit
7119  * @len: number of bits to clear
7120  */
7121 void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
7122                                 unsigned long start, unsigned long pos,
7123                                 unsigned long len)
7124 {
7125         u8 *kaddr;
7126         struct page *page;
7127         unsigned long i;
7128         size_t offset;
7129         const unsigned int size = pos + len;
7130         int bits_to_clear = BITS_PER_BYTE - (pos % BITS_PER_BYTE);
7131         u8 mask_to_clear = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
7132
7133         eb_bitmap_offset(eb, start, pos, &i, &offset);
7134         page = eb->pages[i];
7135         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
7136         kaddr = page_address(page);
7137
7138         while (len >= bits_to_clear) {
7139                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
7140                 len -= bits_to_clear;
7141                 bits_to_clear = BITS_PER_BYTE;
7142                 mask_to_clear = ~0;
7143                 if (++offset >= PAGE_SIZE && len > 0) {
7144                         offset = 0;
7145                         page = eb->pages[++i];
7146                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
7147                         kaddr = page_address(page);
7148                 }
7149         }
7150         if (len) {
7151                 mask_to_clear &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(size);
7152                 kaddr[offset] &= ~mask_to_clear;
7153         }
7154 }
7155
7156 static inline bool areas_overlap(unsigned long src, unsigned long dst, unsigned long len)
7157 {
7158         unsigned long distance = (src > dst) ? src - dst : dst - src;
7159         return distance < len;
7160 }
7161
7162 static void copy_pages(struct page *dst_page, struct page *src_page,
7163                        unsigned long dst_off, unsigned long src_off,
7164                        unsigned long len)
7165 {
7166         char *dst_kaddr = page_address(dst_page);
7167         char *src_kaddr;
7168         int must_memmove = 0;
7169
7170         if (dst_page != src_page) {
7171                 src_kaddr = page_address(src_page);
7172         } else {
7173                 src_kaddr = dst_kaddr;
7174                 if (areas_overlap(src_off, dst_off, len))
7175                         must_memmove = 1;
7176         }
7177
7178         if (must_memmove)
7179                 memmove(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
7180         else
7181                 memcpy(dst_kaddr + dst_off, src_kaddr + src_off, len);
7182 }
7183
7184 void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
7185                           unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
7186                           unsigned long len)
7187 {
7188         size_t cur;
7189         size_t dst_off_in_page;
7190         size_t src_off_in_page;
7191         unsigned long dst_i;
7192         unsigned long src_i;
7193
7194         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
7195             check_eb_range(dst, src_offset, len))
7196                 return;
7197
7198         while (len > 0) {
7199                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
7200                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_offset);
7201
7202                 dst_i = get_eb_page_index(dst_offset);
7203                 src_i = get_eb_page_index(src_offset);
7204
7205                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE -
7206                                                src_off_in_page));
7207                 cur = min_t(unsigned long, cur,
7208                         (unsigned long)(PAGE_SIZE - dst_off_in_page));
7209
7210                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
7211                            dst_off_in_page, src_off_in_page, cur);
7212
7213                 src_offset += cur;
7214                 dst_offset += cur;
7215                 len -= cur;
7216         }
7217 }
7218
7219 void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
7220                            unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
7221                            unsigned long len)
7222 {
7223         size_t cur;
7224         size_t dst_off_in_page;
7225         size_t src_off_in_page;
7226         unsigned long dst_end = dst_offset + len - 1;
7227         unsigned long src_end = src_offset + len - 1;
7228         unsigned long dst_i;
7229         unsigned long src_i;
7230
7231         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
7232             check_eb_range(dst, src_offset, len))
7233                 return;
7234         if (dst_offset < src_offset) {
7235                 memcpy_extent_buffer(dst, dst_offset, src_offset, len);
7236                 return;
7237         }
7238         while (len > 0) {
7239                 dst_i = get_eb_page_index(dst_end);
7240                 src_i = get_eb_page_index(src_end);
7241
7242                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_end);
7243                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_end);
7244
7245                 cur = min_t(unsigned long, len, src_off_in_page + 1);
7246                 cur = min(cur, dst_off_in_page + 1);
7247                 copy_pages(dst->pages[dst_i], dst->pages[src_i],
7248                            dst_off_in_page - cur + 1,
7249                            src_off_in_page - cur + 1, cur);
7250
7251                 dst_end -= cur;
7252                 src_end -= cur;
7253                 len -= cur;
7254         }
7255 }
7256
7257 #define GANG_LOOKUP_SIZE        16
7258 static struct extent_buffer *get_next_extent_buffer(
7259                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
7260 {
7261         struct extent_buffer *gang[GANG_LOOKUP_SIZE];
7262         struct extent_buffer *found = NULL;
7263         u64 page_start = page_offset(page);
7264         u64 cur = page_start;
7265
7266         ASSERT(in_range(bytenr, page_start, PAGE_SIZE));
7267         lockdep_assert_held(&fs_info->buffer_lock);
7268
7269         while (cur < page_start + PAGE_SIZE) {
7270                 int ret;
7271                 int i;
7272
7273                 ret = radix_tree_gang_lookup(&fs_info->buffer_radix,
7274                                 (void **)gang, cur >> fs_info->sectorsize_bits,
7275                                 min_t(unsigned int, GANG_LOOKUP_SIZE,
7276                                       PAGE_SIZE / fs_info->nodesize));
7277                 if (ret == 0)
7278                         goto out;
7279                 for (i = 0; i < ret; i++) {
7280                         /* Already beyond page end */
7281                         if (gang[i]->start >= page_start + PAGE_SIZE)
7282                                 goto out;
7283                         /* Found one */
7284                         if (gang[i]->start >= bytenr) {
7285                                 found = gang[i];
7286                                 goto out;
7287                         }
7288                 }
7289                 cur = gang[ret - 1]->start + gang[ret - 1]->len;
7290         }
7291 out:
7292         return found;
7293 }
7294
7295 static int try_release_subpage_extent_buffer(struct page *page)
7296 {
7297         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7298         u64 cur = page_offset(page);
7299         const u64 end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
7300         int ret;
7301
7302         while (cur < end) {
7303                 struct extent_buffer *eb = NULL;
7304
7305                 /*
7306                  * Unlike try_release_extent_buffer() which uses page->private
7307                  * to grab buffer, for subpage case we rely on radix tree, thus
7308                  * we need to ensure radix tree consistency.
7309                  *
7310                  * We also want an atomic snapshot of the radix tree, thus go
7311                  * with spinlock rather than RCU.
7312                  */
7313                 spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
7314                 eb = get_next_extent_buffer(fs_info, page, cur);
7315                 if (!eb) {
7316                         /* No more eb in the page range after or at cur */
7317                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7318                         break;
7319                 }
7320                 cur = eb->start + eb->len;
7321
7322                 /*
7323                  * The same as try_release_extent_buffer(), to ensure the eb
7324                  * won't disappear out from under us.
7325                  */
7326                 spin_lock(&eb->refs_lock);
7327                 if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
7328                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
7329                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7330                         break;
7331                 }
7332                 spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
7333
7334                 /*
7335                  * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a
7336                  * real ref, so just return, this eb will likely be freed soon
7337                  * anyway.
7338                  */
7339                 if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
7340                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
7341                         break;
7342                 }
7343
7344                 /*
7345                  * Here we don't care about the return value, we will always
7346                  * check the page private at the end.  And
7347                  * release_extent_buffer() will release the refs_lock.
7348                  */
7349                 release_extent_buffer(eb);
7350         }
7351         /*
7352          * Finally to check if we have cleared page private, as if we have
7353          * released all ebs in the page, the page private should be cleared now.
7354          */
7355         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
7356         if (!PagePrivate(page))
7357                 ret = 1;
7358         else
7359                 ret = 0;
7360         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7361         return ret;
7362
7363 }
7364
7365 int try_release_extent_buffer(struct page *page)
7366 {
7367         struct extent_buffer *eb;
7368
7369         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
7370                 return try_release_subpage_extent_buffer(page);
7371
7372         /*
7373          * We need to make sure nobody is changing page->private, as we rely on
7374          * page->private as the pointer to extent buffer.
7375          */
7376         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
7377         if (!PagePrivate(page)) {
7378                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7379                 return 1;
7380         }
7381
7382         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
7383         BUG_ON(!eb);
7384
7385         /*
7386          * This is a little awful but should be ok, we need to make sure that
7387          * the eb doesn't disappear out from under us while we're looking at
7388          * this page.
7389          */
7390         spin_lock(&eb->refs_lock);
7391         if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
7392                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
7393                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7394                 return 0;
7395         }
7396         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
7397
7398         /*
7399          * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a real ref,
7400          * so just return, this page will likely be freed soon anyway.
7401          */
7402         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
7403                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
7404                 return 0;
7405         }
7406
7407         return release_extent_buffer(eb);
7408 }
7409
7410 /*
7411  * btrfs_readahead_tree_block - attempt to readahead a child block
7412  * @fs_info:    the fs_info
7413  * @bytenr:     bytenr to read
7414  * @owner_root: objectid of the root that owns this eb
7415  * @gen:        generation for the uptodate check, can be 0
7416  * @level:      level for the eb
7417  *
7418  * Attempt to readahead a tree block at @bytenr.  If @gen is 0 then we do a
7419  * normal uptodate check of the eb, without checking the generation.  If we have
7420  * to read the block we will not block on anything.
7421  */
7422 void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
7423                                 u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level)
7424 {
7425         struct extent_buffer *eb;
7426         int ret;
7427
7428         eb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, bytenr, owner_root, level);
7429         if (IS_ERR(eb))
7430                 return;
7431
7432         if (btrfs_buffer_uptodate(eb, gen, 1)) {
7433                 free_extent_buffer(eb);
7434                 return;
7435         }
7436
7437         ret = read_extent_buffer_pages(eb, WAIT_NONE, 0);
7438         if (ret < 0)
7439                 free_extent_buffer_stale(eb);
7440         else
7441                 free_extent_buffer(eb);
7442 }
7443
7444 /*
7445  * btrfs_readahead_node_child - readahead a node's child block
7446  * @node:       parent node we're reading from
7447  * @slot:       slot in the parent node for the child we want to read
7448  *
7449  * A helper for btrfs_readahead_tree_block, we simply read the bytenr pointed at
7450  * the slot in the node provided.
7451  */
7452 void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot)
7453 {
7454         btrfs_readahead_tree_block(node->fs_info,
7455                                    btrfs_node_blockptr(node, slot),
7456                                    btrfs_header_owner(node),
7457                                    btrfs_node_ptr_generation(node, slot),
7458                                    btrfs_header_level(node) - 1);
7459 }