fs/btrfs/inode.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
   4  */
   5
   6 #include <crypto/hash.h>
   7 #include <linux/kernel.h>
   8 #include <linux/bio.h>
   9 #include <linux/blk-cgroup.h>
  10 #include <linux/file.h>
  11 #include <linux/fs.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/highmem.h>
  14 #include <linux/time.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/writeback.h>
  19 #include <linux/compat.h>
  20 #include <linux/xattr.h>
  21 #include <linux/posix_acl.h>
  22 #include <linux/falloc.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/ratelimit.h>
  25 #include <linux/btrfs.h>
  26 #include <linux/blkdev.h>
  27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
  28 #include <linux/uio.h>
  29 #include <linux/magic.h>
  30 #include <linux/iversion.h>
  31 #include <linux/swap.h>
  32 #include <linux/migrate.h>
  33 #include <linux/sched/mm.h>
  34 #include <linux/iomap.h>
  35 #include <asm/unaligned.h>
  36 #include <linux/fsverity.h>
  37 #include "misc.h"
  38 #include "ctree.h"
  39 #include "disk-io.h"
  40 #include "transaction.h"
  41 #include "btrfs_inode.h"
  42 #include "print-tree.h"
  43 #include "ordered-data.h"
  44 #include "xattr.h"
  45 #include "tree-log.h"
  46 #include "volumes.h"
  47 #include "compression.h"
  48 #include "locking.h"
  49 #include "free-space-cache.h"
  50 #include "props.h"
  51 #include "qgroup.h"
  52 #include "delalloc-space.h"
  53 #include "block-group.h"
  54 #include "space-info.h"
  55 #include "zoned.h"
  56 #include "subpage.h"
  57 #include "inode-item.h"
  58
  59 struct btrfs_iget_args {
  60         u64 ino;
  61         struct btrfs_root *root;
  62 };
  63
  64 struct btrfs_dio_data {
  65         ssize_t submitted;
  66         struct extent_changeset *data_reserved;
  67         bool data_space_reserved;
  68         bool nocow_done;
  69 };
  70
  71 struct btrfs_dio_private {
  72         struct inode *inode;
  73
  74         /*
  75          * Since DIO can use anonymous page, we cannot use page_offset() to
  76          * grab the file offset, thus need a dedicated member for file offset.
  77          */
  78         u64 file_offset;
  79         /* Used for bio::bi_size */
  80         u32 bytes;
  81
  82         /*
  83          * References to this structure. There is one reference per in-flight
  84          * bio plus one while we're still setting up.
  85          */
  86         refcount_t refs;
  87
  88         /* Array of checksums */
  89         u8 *csums;
  90
  91         /* This must be last */
  92         struct bio bio;
  93 };
  94
  95 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
  96
  97 struct btrfs_rename_ctx {
  98         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
  99         u64 index;
 100 };
 101
 102 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
 103 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
 104 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
 105 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
 106 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
 107 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
 108
 109 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
 110 struct kmem_cache *btrfs_trans_handle_cachep;
 111 struct kmem_cache *btrfs_path_cachep;
 112 struct kmem_cache *btrfs_free_space_cachep;
 113 struct kmem_cache *btrfs_free_space_bitmap_cachep;
 114
 115 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
 116 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback);
 117 static int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent);
 118 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
 119                                    struct page *locked_page,
 120                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
 121                                    unsigned long *nr_written, int unlock);
 122 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
 123                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
 124                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
 125                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
 126                                        int type);
 127
 128 static void __endio_write_update_ordered(struct btrfs_inode *inode,
 129                                          const u64 offset, const u64 bytes,
 130                                          const bool uptodate);
 131
 132 /*
 133  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
 134  *
 135  * ilock_flags can have the following bit set:
 136  *
 137  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
 138  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
 139  *                   return -EAGAIN
 140  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
 141  */
 142 int btrfs_inode_lock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
 143 {
 144         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
 145                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
 146                         if (!inode_trylock_shared(inode))
 147                                 return -EAGAIN;
 148                         else
 149                                 return 0;
 150                 }
 151                 inode_lock_shared(inode);
 152         } else {
 153                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
 154                         if (!inode_trylock(inode))
 155                                 return -EAGAIN;
 156                         else
 157                                 return 0;
 158                 }
 159                 inode_lock(inode);
 160         }
 161         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
 162                 down_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 /*
 167  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
 168  *
 169  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
 170  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
 171  */
 172 void btrfs_inode_unlock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
 173 {
 174         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
 175                 up_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
 176         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
 177                 inode_unlock_shared(inode);
 178         else
 179                 inode_unlock(inode);
 180 }
 181
 182 /*
 183  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
 184  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
 185  *
 186  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
 187  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
 188  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
 189  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
 190  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
 191  */
 192 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
 193                                                  struct page *locked_page,
 194                                                  u64 offset, u64 bytes)
 195 {
 196         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
 197         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
 198         u64 page_start = page_offset(locked_page);
 199         u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
 200
 201         struct page *page;
 202
 203         while (index <= end_index) {
 204                 /*
 205                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
 206                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
 207                  * end_extent_writepage() function will call
 208                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
 209                  * run the ordered extent accounting.
 210                  *
 211                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
 212                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
 213                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
 214                  */
 215                 if (index == (page_offset(locked_page) >> PAGE_SHIFT)) {
 216                         index++;
 217                         continue;
 218                 }
 219                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
 220                 index++;
 221                 if (!page)
 222                         continue;
 223
 224                 /*
 225                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
 226                  * range, then __endio_write_update_ordered() will handle
 227                  * the ordered extent accounting for the range.
 228                  */
 229                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
 230                                                offset, bytes);
 231                 put_page(page);
 232         }
 233
 234         /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
 235         if (bytes + offset <= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE)
 236                 return;
 237         /*
 238          * In case this page belongs to the delalloc range being instantiated
 239          * then skip it, since the first page of a range is going to be
 240          * properly cleaned up by the caller of run_delalloc_range
 241          */
 242         if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
 243                 bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
 244                 offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
 245         }
 246
 247         return __endio_write_update_ordered(inode, offset, bytes, false);
 248 }
 249
 250 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode);
 251
 252 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
 253                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
 254 {
 255         int err;
 256
 257         if (args->default_acl) {
 258                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
 259                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
 260                 if (err)
 261                         return err;
 262         }
 263         if (args->acl) {
 264                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
 265                 if (err)
 266                         return err;
 267         }
 268         if (!args->default_acl && !args->acl)
 269                 cache_no_acl(args->inode);
 270         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
 271                                          &args->dentry->d_name);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
 276  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
 277  * no overlapping inline items exist in the btree
 278  */
 279 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
 280                                 struct btrfs_path *path,
 281                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
 282                                 size_t size, size_t compressed_size,
 283                                 int compress_type,
 284                                 struct page **compressed_pages,
 285                                 bool update_i_size)
 286 {
 287         struct btrfs_root *root = inode->root;
 288         struct extent_buffer *leaf;
 289         struct page *page = NULL;
 290         char *kaddr;
 291         unsigned long ptr;
 292         struct btrfs_file_extent_item *ei;
 293         int ret;
 294         size_t cur_size = size;
 295         u64 i_size;
 296
 297         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
 298                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
 299
 300         if (compressed_size && compressed_pages)
 301                 cur_size = compressed_size;
 302
 303         if (!extent_inserted) {
 304                 struct btrfs_key key;
 305                 size_t datasize;
 306
 307                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
 308                 key.offset = 0;
 309                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
 310
 311                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
 312                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
 313                                               datasize);
 314                 if (ret)
 315                         goto fail;
 316         }
 317         leaf = path->nodes[0];
 318         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
 319                             struct btrfs_file_extent_item);
 320         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
 321         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
 322         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
 323         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
 324         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
 325         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
 326
 327         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
 328                 struct page *cpage;
 329                 int i = 0;
 330                 while (compressed_size > 0) {
 331                         cpage = compressed_pages[i];
 332                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
 333                                        PAGE_SIZE);
 334
 335                         kaddr = kmap_atomic(cpage);
 336                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
 337                         kunmap_atomic(kaddr);
 338
 339                         i++;
 340                         ptr += cur_size;
 341                         compressed_size -= cur_size;
 342                 }
 343                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
 344                                                   compress_type);
 345         } else {
 346                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
 347                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
 348                 kaddr = kmap_atomic(page);
 349                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
 350                 kunmap_atomic(kaddr);
 351                 put_page(page);
 352         }
 353         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
 354         btrfs_release_path(path);
 355
 356         /*
 357          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
 358          * sake.
 359          */
 360         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
 361                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
 362         if (ret)
 363                 goto fail;
 364
 365         /*
 366          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
 367          * without locking a page we already have locked.
 368          *
 369          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
 370          * Otherwise we could end up racing with unlink.
 371          */
 372         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
 373         if (update_i_size && size > i_size) {
 374                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
 375                 i_size = size;
 376         }
 377         inode->disk_i_size = i_size;
 378
 379 fail:
 380         return ret;
 381 }
 382
 383
 384 /*
 385  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
 386  * does the checks required to make sure the data is small enough
 387  * to fit as an inline extent.
 388  */
 389 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
 390                                           size_t compressed_size,
 391                                           int compress_type,
 392                                           struct page **compressed_pages,
 393                                           bool update_i_size)
 394 {
 395         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
 396         struct btrfs_root *root = inode->root;
 397         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 398         struct btrfs_trans_handle *trans;
 399         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
 400         int ret;
 401         struct btrfs_path *path;
 402
 403         /*
 404          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
 405          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
 406          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
 407          * size.
 408          */
 409         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
 410             size > fs_info->sectorsize ||
 411             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
 412             data_len > fs_info->max_inline)
 413                 return 1;
 414
 415         path = btrfs_alloc_path();
 416         if (!path)
 417                 return -ENOMEM;
 418
 419         trans = btrfs_join_transaction(root);
 420         if (IS_ERR(trans)) {
 421                 btrfs_free_path(path);
 422                 return PTR_ERR(trans);
 423         }
 424         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
 425
 426         drop_args.path = path;
 427         drop_args.start = 0;
 428         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
 429         drop_args.drop_cache = true;
 430         drop_args.replace_extent = true;
 431         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
 432         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
 433         if (ret) {
 434                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 435                 goto out;
 436         }
 437
 438         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
 439                                    size, compressed_size, compress_type,
 440                                    compressed_pages, update_i_size);
 441         if (ret && ret != -ENOSPC) {
 442                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 443                 goto out;
 444         } else if (ret == -ENOSPC) {
 445                 ret = 1;
 446                 goto out;
 447         }
 448
 449         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
 450         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
 451         if (ret && ret != -ENOSPC) {
 452                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
 453                 goto out;
 454         } else if (ret == -ENOSPC) {
 455                 ret = 1;
 456                 goto out;
 457         }
 458
 459         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
 460 out:
 461         /*
 462          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
 463          * it won't count as data extent, free them directly here.
 464          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
 465          * just free one page here.
 466          */
 467         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
 468         btrfs_free_path(path);
 469         btrfs_end_transaction(trans);
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 struct async_extent {
 474         u64 start;
 475         u64 ram_size;
 476         u64 compressed_size;
 477         struct page **pages;
 478         unsigned long nr_pages;
 479         int compress_type;
 480         struct list_head list;
 481 };
 482
 483 struct async_chunk {
 484         struct inode *inode;
 485         struct page *locked_page;
 486         u64 start;
 487         u64 end;
 488         unsigned int write_flags;
 489         struct list_head extents;
 490         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
 491         struct btrfs_work work;
 492         struct async_cow *async_cow;
 493 };
 494
 495 struct async_cow {
 496         atomic_t num_chunks;
 497         struct async_chunk chunks[];
 498 };
 499
 500 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
 501                                      u64 start, u64 ram_size,
 502                                      u64 compressed_size,
 503                                      struct page **pages,
 504                                      unsigned long nr_pages,
 505                                      int compress_type)
 506 {
 507         struct async_extent *async_extent;
 508
 509         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
 510         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
 511         async_extent->start = start;
 512         async_extent->ram_size = ram_size;
 513         async_extent->compressed_size = compressed_size;
 514         async_extent->pages = pages;
 515         async_extent->nr_pages = nr_pages;
 516         async_extent->compress_type = compress_type;
 517         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
 518         return 0;
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
 523  * options, defragmentation, properties or heuristics.
 524  */
 525 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
 526                                       u64 end)
 527 {
 528         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 529
 530         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
 531                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
 532                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
 533                         btrfs_ino(inode));
 534                 return 0;
 535         }
 536         /*
 537          * Special check for subpage.
 538          *
 539          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
 540          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
 541          *
 542          * 0            32K             64K
 543          * |    |///////|       |///////|
 544          *              \- A            \- B
 545          *
 546          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
 547          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
 548          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
 549          *
 550          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
 551          * if the range is fully page aligned.
 552          *
 553          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
 554          * the tailing partial page will be locked until the full compression
 555          * finishes, delaying the write of other range.
 556          *
 557          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
 558          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
 559          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
 560          * will unlock the full page.
 561          */
 562         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
 563                 if (!IS_ALIGNED(start, PAGE_SIZE) ||
 564                     !IS_ALIGNED(end + 1, PAGE_SIZE))
 565                         return 0;
 566         }
 567
 568         /* force compress */
 569         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
 570                 return 1;
 571         /* defrag ioctl */
 572         if (inode->defrag_compress)
 573                 return 1;
 574         /* bad compression ratios */
 575         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
 576                 return 0;
 577         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
 578             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
 579             inode->prop_compress)
 580                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
 581         return 0;
 582 }
 583
 584 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
 585                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
 586 {
 587         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
 588         if (num_bytes < small_write &&
 589             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
 590                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
 591 }
 592
 593 /*
 594  * we create compressed extents in two phases.  The first
 595  * phase compresses a range of pages that have already been
 596  * locked (both pages and state bits are locked).
 597  *
 598  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
 599  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
 600  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
 601  * happens in the same order things were put onto the queue by
 602  * writepages and friends.
 603  *
 604  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
 605  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
 606  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
 607  * are written in the same order that the flusher thread sent them
 608  * down.
 609  */
 610 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
 611 {
 612         struct inode *inode = async_chunk->inode;
 613         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
 614         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
 615         u64 start = async_chunk->start;
 616         u64 end = async_chunk->end;
 617         u64 actual_end;
 618         u64 i_size;
 619         int ret = 0;
 620         struct page **pages = NULL;
 621         unsigned long nr_pages;
 622         unsigned long total_compressed = 0;
 623         unsigned long total_in = 0;
 624         int i;
 625         int will_compress;
 626         int compress_type = fs_info->compress_type;
 627         int compressed_extents = 0;
 628         int redirty = 0;
 629
 630         inode_should_defrag(BTRFS_I(inode), start, end, end - start + 1,
 631                         SZ_16K);
 632
 633         /*
 634          * We need to save i_size before now because it could change in between
 635          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
 636          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
 637          * later on.
 638          *
 639          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
 640          * does that for us.
 641          */
 642         barrier();
 643         i_size = i_size_read(inode);
 644         barrier();
 645         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
 646 again:
 647         will_compress = 0;
 648         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
 649         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
 650                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
 651
 652         /*
 653          * we don't want to send crud past the end of i_size through
 654          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
 655          * end of the file is before the start of our current
 656          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
 657          * cleanup code that can deal with all of this.
 658          *
 659          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
 660          * very uncommon corner.
 661          */
 662         if (actual_end <= start)
 663                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
 664
 665         total_compressed = actual_end - start;
 666
 667         /*
 668          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
 669          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
 670          */
 671         if (total_compressed <= blocksize &&
 672            (start > 0 || end + 1 < BTRFS_I(inode)->disk_i_size))
 673                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
 674
 675         /*
 676          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
 677          * aligned range.
 678          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
 679          */
 680         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
 681                 if (!IS_ALIGNED(start, PAGE_SIZE) ||
 682                     !IS_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize), PAGE_SIZE))
 683                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
 684         }
 685
 686         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
 687                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
 688         total_in = 0;
 689         ret = 0;
 690
 691         /*
 692          * we do compression for mount -o compress and when the
 693          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
 694          * change at any time if we discover bad compression ratios.
 695          */
 696         if (inode_need_compress(BTRFS_I(inode), start, end)) {
 697                 WARN_ON(pages);
 698                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
 699                 if (!pages) {
 700                         /* just bail out to the uncompressed code */
 701                         nr_pages = 0;
 702                         goto cont;
 703                 }
 704
 705                 if (BTRFS_I(inode)->defrag_compress)
 706                         compress_type = BTRFS_I(inode)->defrag_compress;
 707                 else if (BTRFS_I(inode)->prop_compress)
 708                         compress_type = BTRFS_I(inode)->prop_compress;
 709
 710                 /*
 711                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
 712                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
 713                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
 714                  * we are compressing them.
 715                  *
 716                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
 717                  * dirty again later on.
 718                  *
 719                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
 720                  * has moved, the end is the original one.
 721                  */
 722                 if (!redirty) {
 723                         extent_range_clear_dirty_for_io(inode, start, end);
 724                         redirty = 1;
 725                 }
 726
 727                 /* Compression level is applied here and only here */
 728                 ret = btrfs_compress_pages(
 729                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
 730                                            inode->i_mapping, start,
 731                                            pages,
 732                                            &nr_pages,
 733                                            &total_in,
 734                                            &total_compressed);
 735
 736                 if (!ret) {
 737                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
 738                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
 739
 740                         /* zero the tail end of the last page, we might be
 741                          * sending it down to disk
 742                          */
 743                         if (offset)
 744                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
 745                         will_compress = 1;
 746                 }
 747         }
 748 cont:
 749         /*
 750          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
 751          * extent for subpage case.
 752          */
 753         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
 754                 /* lets try to make an inline extent */
 755                 if (ret || total_in < actual_end) {
 756                         /* we didn't compress the entire range, try
 757                          * to make an uncompressed inline extent.
 758                          */
 759                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
 760                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
 761                                                     NULL, false);
 762                 } else {
 763                         /* try making a compressed inline extent */
 764                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
 765                                                     total_compressed,
 766                                                     compress_type, pages,
 767                                                     false);
 768                 }
 769                 if (ret <= 0) {
 770                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
 771                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
 772                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
 773                         unsigned long page_error_op;
 774
 775                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
 776
 777                         /*
 778                          * inline extent creation worked or returned error,
 779                          * we don't need to create any more async work items.
 780                          * Unlock and free up our temp pages.
 781                          *
 782                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
 783                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
 784                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
 785                          * range.
 786                          */
 787                         extent_clear_unlock_delalloc(BTRFS_I(inode), start, end,
 788                                                      NULL,
 789                                                      clear_flags,
 790                                                      PAGE_UNLOCK |
 791                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
 792                                                      page_error_op |
 793                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
 794
 795                         /*
 796                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
 797                          * them allocated, as we can still reach here with
 798                          * inode_need_compress() == false.
 799                          */
 800                         if (pages) {
 801                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 802                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
 803                                         put_page(pages[i]);
 804                                 }
 805                                 kfree(pages);
 806                         }
 807                         return 0;
 808                 }
 809         }
 810
 811         if (will_compress) {
 812                 /*
 813                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
 814                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
 815                  * things
 816                  */
 817                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
 818
 819                 /*
 820                  * one last check to make sure the compression is really a
 821                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
 822                  * compression must free at least one sector size
 823                  */
 824                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
 825                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
 826                         compressed_extents++;
 827
 828                         /*
 829                          * The async work queues will take care of doing actual
 830                          * allocation on disk for these compressed pages, and
 831                          * will submit them to the elevator.
 832                          */
 833                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
 834                                         total_compressed, pages, nr_pages,
 835                                         compress_type);
 836
 837                         if (start + total_in < end) {
 838                                 start += total_in;
 839                                 pages = NULL;
 840                                 cond_resched();
 841                                 goto again;
 842                         }
 843                         return compressed_extents;
 844                 }
 845         }
 846         if (pages) {
 847                 /*
 848                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
 849                  * free any pages it allocated and our page pointer array
 850                  */
 851                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 852                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
 853                         put_page(pages[i]);
 854                 }
 855                 kfree(pages);
 856                 pages = NULL;
 857                 total_compressed = 0;
 858                 nr_pages = 0;
 859
 860                 /* flag the file so we don't compress in the future */
 861                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
 862                     !(BTRFS_I(inode)->prop_compress)) {
 863                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
 864                 }
 865         }
 866 cleanup_and_bail_uncompressed:
 867         /*
 868          * No compression, but we still need to write the pages in the file
 869          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
 870          * to our extent and set things up for the async work queue to run
 871          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
 872          */
 873         if (async_chunk->locked_page &&
 874             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
 875              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
 876                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
 877                 /* unlocked later on in the async handlers */
 878         }
 879
 880         if (redirty)
 881                 extent_range_redirty_for_io(inode, start, end);
 882         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
 883                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
 884         compressed_extents++;
 885
 886         return compressed_extents;
 887 }
 888
 889 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
 890 {
 891         int i;
 892
 893         if (!async_extent->pages)
 894                 return;
 895
 896         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
 897                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
 898                 put_page(async_extent->pages[i]);
 899         }
 900         kfree(async_extent->pages);
 901         async_extent->nr_pages = 0;
 902         async_extent->pages = NULL;
 903 }
 904
 905 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
 906                                      struct async_extent *async_extent,
 907                                      struct page *locked_page)
 908 {
 909         u64 start = async_extent->start;
 910         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
 911         unsigned long nr_written = 0;
 912         int page_started = 0;
 913         int ret;
 914
 915         /*
 916          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
 917          * won't go to NOCOW or async path again.
 918          *
 919          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
 920          * can directly submit them without interruption.
 921          */
 922         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
 923                              &nr_written, 0);
 924         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
 925         if (page_started) {
 926                 ret = 0;
 927                 goto out;
 928         }
 929         if (ret < 0) {
 930                 if (locked_page)
 931                         unlock_page(locked_page);
 932                 goto out;
 933         }
 934
 935         ret = extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
 936         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
 937 out:
 938         kfree(async_extent);
 939         return ret;
 940 }
 941
 942 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
 943                                    struct async_chunk *async_chunk,
 944                                    struct async_extent *async_extent,
 945                                    u64 *alloc_hint)
 946 {
 947         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
 948         struct btrfs_root *root = inode->root;
 949         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
 950         struct btrfs_key ins;
 951         struct page *locked_page = NULL;
 952         struct extent_map *em;
 953         int ret = 0;
 954         u64 start = async_extent->start;
 955         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
 956
 957         /*
 958          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
 959          * handle it.
 960          */
 961         if (async_chunk->locked_page) {
 962                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
 963                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
 964
 965                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
 966                         locked_page = async_chunk->locked_page;
 967         }
 968         lock_extent(io_tree, start, end);
 969
 970         /* We have fall back to uncompressed write */
 971         if (!async_extent->pages)
 972                 return submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
 973
 974         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
 975                                    async_extent->compressed_size,
 976                                    async_extent->compressed_size,
 977                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
 978         if (ret) {
 979                 free_async_extent_pages(async_extent);
 980                 /*
 981                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
 982                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
 983                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
 984                  * which requires larger size?  So here we directly go error
 985                  * path.
 986                  */
 987                 goto out_free;
 988         }
 989
 990         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
 991         em = create_io_em(inode, start,
 992                           async_extent->ram_size,       /* len */
 993                           start,                        /* orig_start */
 994                           ins.objectid,                 /* block_start */
 995                           ins.offset,                   /* block_len */
 996                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
 997                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
 998                           async_extent->compress_type,
 999                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1000         if (IS_ERR(em)) {
1001                 ret = PTR_ERR(em);
1002                 goto out_free_reserve;
1003         }
1004         free_extent_map(em);
1005
1006         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start,            /* file_offset */
1007                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1008                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1009                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1010                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1011                                        0,                       /* offset */
1012                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1013                                        async_extent->compress_type);
1014         if (ret) {
1015                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start, end, 0);
1016                 goto out_free_reserve;
1017         }
1018         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1019
1020         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1021         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1022                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1023                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1024         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, /* file_offset */
1025                             async_extent->ram_size,     /* num_bytes */
1026                             ins.objectid,               /* disk_bytenr */
1027                             ins.offset,                 /* compressed_len */
1028                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1029                             async_extent->nr_pages,
1030                             async_chunk->write_flags,
1031                             async_chunk->blkcg_css, true)) {
1032                 const u64 start = async_extent->start;
1033                 const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
1034
1035                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, NULL, start, end, 0);
1036
1037                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
1038                                              PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1039                 free_async_extent_pages(async_extent);
1040         }
1041         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1042         kfree(async_extent);
1043         return ret;
1044
1045 out_free_reserve:
1046         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1047         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1048 out_free:
1049         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1050                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1051                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1052                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1053                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1054                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1055         free_async_extent_pages(async_extent);
1056         kfree(async_extent);
1057         return ret;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1062  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1063  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1064  */
1065 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1066 {
1067         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(async_chunk->inode);
1068         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1069         struct async_extent *async_extent;
1070         u64 alloc_hint = 0;
1071         int ret = 0;
1072
1073         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1074                 u64 extent_start;
1075                 u64 ram_size;
1076
1077                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1078                                           struct async_extent, list);
1079                 list_del(&async_extent->list);
1080                 extent_start = async_extent->start;
1081                 ram_size = async_extent->ram_size;
1082
1083                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1084                                               &alloc_hint);
1085                 btrfs_debug(fs_info,
1086 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1087                             inode->root->root_key.objectid,
1088                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1089         }
1090 }
1091
1092 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1093                                       u64 num_bytes)
1094 {
1095         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1096         struct extent_map *em;
1097         u64 alloc_hint = 0;
1098
1099         read_lock(&em_tree->lock);
1100         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1101         if (em) {
1102                 /*
1103                  * if block start isn't an actual block number then find the
1104                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1105                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1106                  */
1107                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1108                         free_extent_map(em);
1109                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1110                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1111                                 alloc_hint = em->block_start;
1112                         if (em)
1113                                 free_extent_map(em);
1114                 } else {
1115                         alloc_hint = em->block_start;
1116                         free_extent_map(em);
1117                 }
1118         }
1119         read_unlock(&em_tree->lock);
1120
1121         return alloc_hint;
1122 }
1123
1124 /*
1125  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1126  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1127  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1128  * in ram to track those extents.
1129  *
1130  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1131  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1132  *
1133  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1134  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1135  * IO when we return.
1136  */
1137 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1138                                    struct page *locked_page,
1139                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1140                                    unsigned long *nr_written, int unlock)
1141 {
1142         struct btrfs_root *root = inode->root;
1143         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1144         u64 alloc_hint = 0;
1145         u64 num_bytes;
1146         unsigned long ram_size;
1147         u64 cur_alloc_size = 0;
1148         u64 min_alloc_size;
1149         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1150         struct btrfs_key ins;
1151         struct extent_map *em;
1152         unsigned clear_bits;
1153         unsigned long page_ops;
1154         bool extent_reserved = false;
1155         int ret = 0;
1156
1157         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1158                 ret = -EINVAL;
1159                 goto out_unlock;
1160         }
1161
1162         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1163         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1164         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1165
1166         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1167
1168         /*
1169          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1170          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1171          * is doing more writeback than what we want.
1172          *
1173          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1174          * where we only increase i_size after everything is done.
1175          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1176          * So here we skip inline extent creation completely.
1177          */
1178         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1179                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1180                                        end + 1);
1181
1182                 /* lets try to make an inline extent */
1183                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1184                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1185                 if (ret == 0) {
1186                         /*
1187                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1188                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1189                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1190                          * range.
1191                          */
1192                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1193                                      locked_page,
1194                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1195                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1196                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1197                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1198                         *nr_written = *nr_written +
1199                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1200                         *page_started = 1;
1201                         /*
1202                          * locked_page is locked by the caller of
1203                          * writepage_delalloc(), not locked by
1204                          * __process_pages_contig().
1205                          *
1206                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1207                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1208                          *
1209                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1210                          * can't use page_started to determine if it's an
1211                          * inline extent or a compressed extent.
1212                          */
1213                         unlock_page(locked_page);
1214                         goto out;
1215                 } else if (ret < 0) {
1216                         goto out_unlock;
1217                 }
1218         }
1219
1220         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1221         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + num_bytes - 1, 0);
1222
1223         /*
1224          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1225          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1226          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1227          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1228          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1229          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1230          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1231          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1232          * items.
1233          */
1234         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1235                 min_alloc_size = num_bytes;
1236         else
1237                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1238
1239         while (num_bytes > 0) {
1240                 cur_alloc_size = num_bytes;
1241                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1242                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1243                                            &ins, 1, 1);
1244                 if (ret < 0)
1245                         goto out_unlock;
1246                 cur_alloc_size = ins.offset;
1247                 extent_reserved = true;
1248
1249                 ram_size = ins.offset;
1250                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1251                                   start, /* orig_start */
1252                                   ins.objectid, /* block_start */
1253                                   ins.offset, /* block_len */
1254                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1255                                   ram_size, /* ram_bytes */
1256                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1257                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1258                 if (IS_ERR(em)) {
1259                         ret = PTR_ERR(em);
1260                         goto out_reserve;
1261                 }
1262                 free_extent_map(em);
1263
1264                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ram_size, ram_size,
1265                                                ins.objectid, cur_alloc_size, 0,
1266                                                1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1267                                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1268                 if (ret)
1269                         goto out_drop_extent_cache;
1270
1271                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1272                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1273                                                       cur_alloc_size);
1274                         /*
1275                          * Only drop cache here, and process as normal.
1276                          *
1277                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1278                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1279                          * extent, as its meta should be freed by
1280                          * btrfs_finish_ordered_io().
1281                          *
1282                          * So we must continue until @start is increased to
1283                          * skip current ordered extent.
1284                          */
1285                         if (ret)
1286                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start,
1287                                                 start + ram_size - 1, 0);
1288                 }
1289
1290                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1291
1292                 /*
1293                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1294                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1295                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1296                  *
1297                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1298                  * properly setup for writepage.
1299                  */
1300                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1301                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1302
1303                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1304                                              locked_page,
1305                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1306                                              page_ops);
1307                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1308                         num_bytes = 0;
1309                 else
1310                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1311                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1312                 start += cur_alloc_size;
1313                 extent_reserved = false;
1314
1315                 /*
1316                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1317                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1318                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1319                  */
1320                 if (ret)
1321                         goto out_unlock;
1322         }
1323 out:
1324         return ret;
1325
1326 out_drop_extent_cache:
1327         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + ram_size - 1, 0);
1328 out_reserve:
1329         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1330         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1331 out_unlock:
1332         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1333                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1334         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1335         /*
1336          * If we reserved an extent for our delalloc range (or a subrange) and
1337          * failed to create the respective ordered extent, then it means that
1338          * when we reserved the extent we decremented the extent's size from
1339          * the data space_info's bytes_may_use counter and incremented the
1340          * space_info's bytes_reserved counter by the same amount. We must make
1341          * sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try to decrement again
1342          * the data space_info's bytes_may_use counter, therefore we do not pass
1343          * it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1344          */
1345         if (extent_reserved) {
1346                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1347                                              start + cur_alloc_size - 1,
1348                                              locked_page,
1349                                              clear_bits,
1350                                              page_ops);
1351                 start += cur_alloc_size;
1352                 if (start >= end)
1353                         goto out;
1354         }
1355         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1356                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1357                                      page_ops);
1358         goto out;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * work queue call back to started compression on a file and pages
1363  */
1364 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1365 {
1366         struct async_chunk *async_chunk;
1367         int compressed_extents;
1368
1369         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1370
1371         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1372         if (compressed_extents == 0) {
1373                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1374                 async_chunk->inode = NULL;
1375         }
1376 }
1377
1378 /*
1379  * work queue call back to submit previously compressed pages
1380  */
1381 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1382 {
1383         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1384                                                      work);
1385         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1386         unsigned long nr_pages;
1387
1388         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1389                 PAGE_SHIFT;
1390
1391         /*
1392          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1393          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1394          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1395          * happening in cow_file_range_async
1396          */
1397         if (async_chunk->inode)
1398                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1399
1400         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1401         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1402             5 * SZ_1M)
1403                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1404 }
1405
1406 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1407 {
1408         struct async_chunk *async_chunk;
1409         struct async_cow *async_cow;
1410
1411         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1412         if (async_chunk->inode)
1413                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1414         if (async_chunk->blkcg_css)
1415                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1416
1417         async_cow = async_chunk->async_cow;
1418         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1419                 kvfree(async_cow);
1420 }
1421
1422 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1423                                 struct writeback_control *wbc,
1424                                 struct page *locked_page,
1425                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1426                                 unsigned long *nr_written)
1427 {
1428         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1429         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1430         struct async_cow *ctx;
1431         struct async_chunk *async_chunk;
1432         unsigned long nr_pages;
1433         u64 cur_end;
1434         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1435         int i;
1436         bool should_compress;
1437         unsigned nofs_flag;
1438         const unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1439
1440         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end);
1441
1442         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1443             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1444                 num_chunks = 1;
1445                 should_compress = false;
1446         } else {
1447                 should_compress = true;
1448         }
1449
1450         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1451         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1452         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1453
1454         if (!ctx) {
1455                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1456                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1457                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1458                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1459                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1460
1461                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1462                                              clear_bits, page_ops);
1463                 return -ENOMEM;
1464         }
1465
1466         async_chunk = ctx->chunks;
1467         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1468
1469         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1470                 if (should_compress)
1471                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1472                 else
1473                         cur_end = end;
1474
1475                 /*
1476                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1477                  * lightweight reference for the callback lifetime
1478                  */
1479                 ihold(&inode->vfs_inode);
1480                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1481                 async_chunk[i].inode = &inode->vfs_inode;
1482                 async_chunk[i].start = start;
1483                 async_chunk[i].end = cur_end;
1484                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1485                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1486
1487                 /*
1488                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1489                  * the original page we were actually given.  As we spread
1490                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1491                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1492                  *
1493                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1494                  * to unlock it.
1495                  */
1496                 if (locked_page) {
1497                         /*
1498                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1499                          * might not go through async.  We want all of them to
1500                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1501                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1502                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1503                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1504                          * against the first page.
1505                          */
1506                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1507                                                  cur_end - start);
1508                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1509                         locked_page = NULL;
1510                 } else {
1511                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1512                 }
1513
1514                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1515                         css_get(blkcg_css);
1516                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1517                 } else {
1518                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1519                 }
1520
1521                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1522                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1523
1524                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1525                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1526
1527                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1528
1529                 *nr_written += nr_pages;
1530                 start = cur_end + 1;
1531         }
1532         *page_started = 1;
1533         return 0;
1534 }
1535
1536 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1537                                        struct page *locked_page, u64 start,
1538                                        u64 end, int *page_started,
1539                                        unsigned long *nr_written)
1540 {
1541         int ret;
1542
1543         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1544                              nr_written, 0);
1545         if (ret)
1546                 return ret;
1547
1548         if (*page_started)
1549                 return 0;
1550
1551         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1552         account_page_redirty(locked_page);
1553         extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
1554         *page_started = 1;
1555
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1560                                         u64 bytenr, u64 num_bytes)
1561 {
1562         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1563         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1564         int ret;
1565         LIST_HEAD(list);
1566
1567         ret = btrfs_lookup_csums_range(csum_root, bytenr,
1568                                        bytenr + num_bytes - 1, &list, 0);
1569         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1570                 return 0;
1571
1572         while (!list_empty(&list)) {
1573                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1574                 list_del(&sums->list);
1575                 kfree(sums);
1576         }
1577         if (ret < 0)
1578                 return ret;
1579         return 1;
1580 }
1581
1582 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1583                            const u64 start, const u64 end,
1584                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1585 {
1586         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1587         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1588         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1589         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1590         u64 range_start = start;
1591         u64 count;
1592
1593         /*
1594          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1595          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1596          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1597          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1598          * has the NOCOW bit set).
1599          *
1600          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1601          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1602          * scrub or relocation) we need to do the following:
1603          *
1604          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1605          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1606          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1607          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1608          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1609          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1610          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1611          *
1612          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1613          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1614          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1615          *    data space info, which we incremented in the step above.
1616          *
1617          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1618          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1619          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1620          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1621          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1622          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1623          * when starting writeback.
1624          */
1625         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1626                                  EXTENT_NORESERVE, 0);
1627         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1628                 u64 bytes = count;
1629                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1630                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1631
1632                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1633                         bytes = range_bytes;
1634
1635                 spin_lock(&sinfo->lock);
1636                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1637                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1638
1639                 if (count > 0)
1640                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1641                                          0, 0, NULL);
1642         }
1643
1644         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1645                               nr_written, 1);
1646 }
1647
1648 struct can_nocow_file_extent_args {
1649         /* Input fields. */
1650
1651         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1652         u64 start;
1653         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1654         u64 end;
1655         bool writeback_path;
1656         bool strict;
1657         /*
1658          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1659          * anymore.
1660          */
1661         bool free_path;
1662
1663         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1664
1665         u64 disk_bytenr;
1666         u64 disk_num_bytes;
1667         u64 extent_offset;
1668         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1669         u64 num_bytes;
1670 };
1671
1672 /*
1673  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1674  * This function may return with the path released, so the caller should check
1675  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1676  *
1677  * Returns: < 0 on error
1678  *            0 if we can not NOCOW
1679  *            1 if we can NOCOW
1680  */
1681 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1682                                  struct btrfs_key *key,
1683                                  struct btrfs_inode *inode,
1684                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1685 {
1686         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1687         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1688         struct btrfs_root *root = inode->root;
1689         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1690         u64 extent_end;
1691         u8 extent_type;
1692         int can_nocow = 0;
1693         int ret = 0;
1694
1695         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1696         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1697
1698         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1699                 goto out;
1700
1701         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1702         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1703         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1704         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1705
1706         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1707             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1708                 goto out;
1709
1710         /*
1711          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1712          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1713          * hence we must COW.
1714          */
1715         if (!args->strict &&
1716             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1717             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1718                 goto out;
1719
1720         /* An explicit hole, must COW. */
1721         if (args->disk_bytenr == 0)
1722                 goto out;
1723
1724         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1725         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1726             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1727             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1728                 goto out;
1729
1730         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1731
1732         /*
1733          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1734          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1735          * blocking other tasks for too long.
1736          */
1737         btrfs_release_path(path);
1738
1739         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1740                                     key->offset - args->extent_offset,
1741                                     args->disk_bytenr, false, path);
1742         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1743         if (ret != 0)
1744                 goto out;
1745
1746         if (args->free_path) {
1747                 /*
1748                  * We don't need the path anymore, plus through the
1749                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1750                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1751                  * memory usage.
1752                  */
1753                 btrfs_free_path(path);
1754                 path = NULL;
1755         }
1756
1757         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1758         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1759             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1760                 goto out;
1761
1762         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1763         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1764         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1765
1766         /*
1767          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1768          * given extent are either valid or do not exist.
1769          */
1770         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes);
1771         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1772         if (ret != 0)
1773                 goto out;
1774
1775         can_nocow = 1;
1776  out:
1777         if (args->free_path && path)
1778                 btrfs_free_path(path);
1779
1780         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1781 }
1782
1783 /*
1784  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1785  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1786  *
1787  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1788  * blocks on disk
1789  */
1790 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1791                                        struct page *locked_page,
1792                                        const u64 start, const u64 end,
1793                                        int *page_started,
1794                                        unsigned long *nr_written)
1795 {
1796         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1797         struct btrfs_root *root = inode->root;
1798         struct btrfs_path *path;
1799         u64 cow_start = (u64)-1;
1800         u64 cur_offset = start;
1801         int ret;
1802         bool check_prev = true;
1803         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1804         struct btrfs_block_group *bg;
1805         bool nocow = false;
1806         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1807
1808         path = btrfs_alloc_path();
1809         if (!path) {
1810                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1811                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1812                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1813                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1814                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1815                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1816                 return -ENOMEM;
1817         }
1818
1819         nocow_args.end = end;
1820         nocow_args.writeback_path = true;
1821
1822         while (1) {
1823                 struct btrfs_key found_key;
1824                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1825                 struct extent_buffer *leaf;
1826                 u64 extent_end;
1827                 u64 ram_bytes;
1828                 u64 nocow_end;
1829                 int extent_type;
1830
1831                 nocow = false;
1832
1833                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1834                                                cur_offset, 0);
1835                 if (ret < 0)
1836                         goto error;
1837
1838                 /*
1839                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1840                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1841                  * one containing the search offset
1842                  */
1843                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1844                         leaf = path->nodes[0];
1845                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1846                                               path->slots[0] - 1);
1847                         if (found_key.objectid == ino &&
1848                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1849                                 path->slots[0]--;
1850                 }
1851                 check_prev = false;
1852 next_slot:
1853                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1854                 leaf = path->nodes[0];
1855                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1856                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1857                         if (ret < 0) {
1858                                 if (cow_start != (u64)-1)
1859                                         cur_offset = cow_start;
1860                                 goto error;
1861                         }
1862                         if (ret > 0)
1863                                 break;
1864                         leaf = path->nodes[0];
1865                 }
1866
1867                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1868
1869                 /* Didn't find anything for our INO */
1870                 if (found_key.objectid > ino)
1871                         break;
1872                 /*
1873                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
1874                  * more extents for this inode
1875                  */
1876                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
1877                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
1878                         path->slots[0]++;
1879                         goto next_slot;
1880                 }
1881
1882                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
1883                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
1884                     found_key.offset > end)
1885                         break;
1886
1887                 /*
1888                  * If the found extent starts after requested offset, then
1889                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
1890                  */
1891                 if (found_key.offset > cur_offset) {
1892                         extent_end = found_key.offset;
1893                         extent_type = 0;
1894                         goto out_check;
1895                 }
1896
1897                 /*
1898                  * Found extent which begins before our range and potentially
1899                  * intersect it
1900                  */
1901                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1902                                     struct btrfs_file_extent_item);
1903                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1904                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
1905                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
1906                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
1907                         ret = -EUCLEAN;
1908                         goto error;
1909                 }
1910                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
1911                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1912
1913                 /*
1914                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
1915                  * the next extent.
1916                  */
1917                 if (extent_end <= cur_offset) {
1918                         path->slots[0]++;
1919                         goto next_slot;
1920                 }
1921
1922                 nocow_args.start = cur_offset;
1923                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
1924                 if (ret < 0) {
1925                         if (cow_start != (u64)-1)
1926                                 cur_offset = cow_start;
1927                         goto error;
1928                 } else if (ret == 0) {
1929                         goto out_check;
1930                 }
1931
1932                 ret = 0;
1933                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
1934                 if (bg)
1935                         nocow = true;
1936 out_check:
1937                 /*
1938                  * If nocow is false then record the beginning of the range
1939                  * that needs to be COWed
1940                  */
1941                 if (!nocow) {
1942                         if (cow_start == (u64)-1)
1943                                 cow_start = cur_offset;
1944                         cur_offset = extent_end;
1945                         if (cur_offset > end)
1946                                 break;
1947                         if (!path->nodes[0])
1948                                 continue;
1949                         path->slots[0]++;
1950                         goto next_slot;
1951                 }
1952
1953                 /*
1954                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
1955                  * will contain the beginning of the first extent that can be
1956                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
1957                  */
1958                 if (cow_start != (u64)-1) {
1959                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
1960                                               cow_start, found_key.offset - 1,
1961                                               page_started, nr_written);
1962                         if (ret)
1963                                 goto error;
1964                         cow_start = (u64)-1;
1965                 }
1966
1967                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
1968
1969                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
1970                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
1971                         struct extent_map *em;
1972
1973                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
1974                                           orig_start,
1975                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
1976                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
1977                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
1978                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
1979                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
1980                         if (IS_ERR(em)) {
1981                                 ret = PTR_ERR(em);
1982                                 goto error;
1983                         }
1984                         free_extent_map(em);
1985                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode,
1986                                         cur_offset, nocow_args.num_bytes,
1987                                         nocow_args.num_bytes,
1988                                         nocow_args.disk_bytenr,
1989                                         nocow_args.num_bytes, 0,
1990                                         1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC,
1991                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1992                         if (ret) {
1993                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
1994                                                         nocow_end, 0);
1995                                 goto error;
1996                         }
1997                 } else {
1998                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
1999                                                        nocow_args.num_bytes,
2000                                                        nocow_args.num_bytes,
2001                                                        nocow_args.disk_bytenr,
2002                                                        nocow_args.num_bytes,
2003                                                        0,
2004                                                        1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW,
2005                                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
2006                         if (ret)
2007                                 goto error;
2008                 }
2009
2010                 if (nocow) {
2011                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2012                         nocow = false;
2013                 }
2014
2015                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2016                         /*
2017                          * Error handled later, as we must prevent
2018                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2019                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2020                          */
2021                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
2022                                                       nocow_args.num_bytes);
2023
2024                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2025                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2026                                              EXTENT_DELALLOC |
2027                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2028                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2029
2030                 cur_offset = extent_end;
2031
2032                 /*
2033                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2034                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2035                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2036                  */
2037                 if (ret)
2038                         goto error;
2039                 if (cur_offset > end)
2040                         break;
2041         }
2042         btrfs_release_path(path);
2043
2044         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2045                 cow_start = cur_offset;
2046
2047         if (cow_start != (u64)-1) {
2048                 cur_offset = end;
2049                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2050                                       page_started, nr_written);
2051                 if (ret)
2052                         goto error;
2053         }
2054
2055 error:
2056         if (nocow)
2057                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2058
2059         if (ret && cur_offset < end)
2060                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2061                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2062                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2063                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2064                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2065                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2066         btrfs_free_path(path);
2067         return ret;
2068 }
2069
2070 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2071 {
2072         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2073                 if (inode->defrag_bytes &&
2074                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2075                                    0, NULL))
2076                         return false;
2077                 return true;
2078         }
2079         return false;
2080 }
2081
2082 /*
2083  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2084  * being touched for the first time.
2085  */
2086 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2087                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2088                 struct writeback_control *wbc)
2089 {
2090         int ret;
2091         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2092
2093         /*
2094          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2095          * @page_started can confuse the caller.
2096          */
2097         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2098                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2099
2100         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2101                 /*
2102                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2103                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2104                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2105                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2106                  * preallocated inodes.
2107                  */
2108                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2109                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2110                                          page_started, nr_written);
2111         } else if (!btrfs_inode_can_compress(inode) ||
2112                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
2113                 if (zoned)
2114                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2115                                                  page_started, nr_written);
2116                 else
2117                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2118                                              page_started, nr_written, 1);
2119         } else {
2120                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
2121                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
2122                                            page_started, nr_written);
2123         }
2124         ASSERT(ret <= 0);
2125         if (ret)
2126                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2127                                               end - start + 1);
2128         return ret;
2129 }
2130
2131 void btrfs_split_delalloc_extent(struct inode *inode,
2132                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2133 {
2134         u64 size;
2135
2136         /* not delalloc, ignore it */
2137         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2138                 return;
2139
2140         size = orig->end - orig->start + 1;
2141         if (size > BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE) {
2142                 u32 num_extents;
2143                 u64 new_size;
2144
2145                 /*
2146                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2147                  * applies here, just in reverse.
2148                  */
2149                 new_size = orig->end - split + 1;
2150                 num_extents = count_max_extents(new_size);
2151                 new_size = split - orig->start;
2152                 num_extents += count_max_extents(new_size);
2153                 if (count_max_extents(size) >= num_extents)
2154                         return;
2155         }
2156
2157         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2158         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), 1);
2159         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2164  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2165  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2166  */
2167 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *new,
2168                                  struct extent_state *other)
2169 {
2170         u64 new_size, old_size;
2171         u32 num_extents;
2172
2173         /* not delalloc, ignore it */
2174         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2175                 return;
2176
2177         if (new->start > other->start)
2178                 new_size = new->end - other->start + 1;
2179         else
2180                 new_size = other->end - new->start + 1;
2181
2182         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2183         if (new_size <= BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE) {
2184                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2185                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2186                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2187                 return;
2188         }
2189
2190         /*
2191          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2192          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2193          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2194          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2195          *
2196          * [ 4k][MAX_SIZE]
2197          *
2198          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2199          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2200          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2201          *
2202          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2203          *
2204          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2205          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2206          * this case.
2207          */
2208         old_size = other->end - other->start + 1;
2209         num_extents = count_max_extents(old_size);
2210         old_size = new->end - new->start + 1;
2211         num_extents += count_max_extents(old_size);
2212         if (count_max_extents(new_size) >= num_extents)
2213                 return;
2214
2215         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2216         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2217         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2218 }
2219
2220 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2221                                       struct inode *inode)
2222 {
2223         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2224
2225         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2226         if (list_empty(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes)) {
2227                 list_add_tail(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes,
2228                               &root->delalloc_inodes);
2229                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2230                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
2231                 root->nr_delalloc_inodes++;
2232                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2233                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2234                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2235                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2236                                       &fs_info->delalloc_roots);
2237                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2238                 }
2239         }
2240         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2241 }
2242
2243
2244 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2245                                 struct btrfs_inode *inode)
2246 {
2247         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2248
2249         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2250                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2251                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2252                           &inode->runtime_flags);
2253                 root->nr_delalloc_inodes--;
2254                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2255                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2256                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2257                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2258                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2259                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2260                 }
2261         }
2262 }
2263
2264 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2265                                      struct btrfs_inode *inode)
2266 {
2267         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2268         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2269         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2274  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2275  */
2276 void btrfs_set_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *state,
2277                                unsigned *bits)
2278 {
2279         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2280
2281         if ((*bits & EXTENT_DEFRAG) && !(*bits & EXTENT_DELALLOC))
2282                 WARN_ON(1);
2283         /*
2284          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2285          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2286          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2287          */
2288         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (*bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2289                 struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2290                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2291                 u32 num_extents = count_max_extents(len);
2292                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode));
2293
2294                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2295                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), num_extents);
2296                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2297
2298                 /* For sanity tests */
2299                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2300                         return;
2301
2302                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2303                                          fs_info->delalloc_batch);
2304                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2305                 BTRFS_I(inode)->delalloc_bytes += len;
2306                 if (*bits & EXTENT_DEFRAG)
2307                         BTRFS_I(inode)->defrag_bytes += len;
2308                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2309                                          &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2310                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2311                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2312         }
2313
2314         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2315             (*bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2316                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2317                 BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes += state->end + 1 -
2318                         state->start;
2319                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2320         }
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2325  * accounting happens.
2326  */
2327 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct inode *vfs_inode,
2328                                  struct extent_state *state, unsigned *bits)
2329 {
2330         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
2331         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(vfs_inode->i_sb);
2332         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2333         u32 num_extents = count_max_extents(len);
2334
2335         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (*bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2336                 spin_lock(&inode->lock);
2337                 inode->defrag_bytes -= len;
2338                 spin_unlock(&inode->lock);
2339         }
2340
2341         /*
2342          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2343          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2344          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2345          */
2346         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (*bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2347                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2348                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2349
2350                 spin_lock(&inode->lock);
2351                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2352                 spin_unlock(&inode->lock);
2353
2354                 /*
2355                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2356                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2357                  * error.
2358                  */
2359                 if (*bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2360                     root != fs_info->tree_root)
2361                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2362
2363                 /* For sanity tests. */
2364                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2365                         return;
2366
2367                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2368                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2369                     (*bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2370                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2371
2372                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2373                                          fs_info->delalloc_batch);
2374                 spin_lock(&inode->lock);
2375                 inode->delalloc_bytes -= len;
2376                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2377                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2378                                         &inode->runtime_flags))
2379                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2380                 spin_unlock(&inode->lock);
2381         }
2382
2383         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2384             (*bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2385                 spin_lock(&inode->lock);
2386                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2387                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2388                 if (*bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2389                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2390                 spin_unlock(&inode->lock);
2391         }
2392 }
2393
2394 /*
2395  * in order to insert checksums into the metadata in large chunks,
2396  * we wait until bio submission time.   All the pages in the bio are
2397  * checksummed and sums are attached onto the ordered extent record.
2398  *
2399  * At IO completion time the cums attached on the ordered extent record
2400  * are inserted into the btree
2401  */
2402 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start(struct inode *inode, struct bio *bio,
2403                                            u64 dio_file_offset)
2404 {
2405         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, (u64)-1, false);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Split an extent_map at [start, start + len]
2410  *
2411  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2412  */
2413 static int split_zoned_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len,
2414                           u64 pre, u64 post)
2415 {
2416         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2417         struct extent_map *em;
2418         struct extent_map *split_pre = NULL;
2419         struct extent_map *split_mid = NULL;
2420         struct extent_map *split_post = NULL;
2421         int ret = 0;
2422         unsigned long flags;
2423
2424         /* Sanity check */
2425         if (pre == 0 && post == 0)
2426                 return 0;
2427
2428         split_pre = alloc_extent_map();
2429         if (pre)
2430                 split_mid = alloc_extent_map();
2431         if (post)
2432                 split_post = alloc_extent_map();
2433         if (!split_pre || (pre && !split_mid) || (post && !split_post)) {
2434                 ret = -ENOMEM;
2435                 goto out;
2436         }
2437
2438         ASSERT(pre + post < len);
2439
2440         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2441         write_lock(&em_tree->lock);
2442         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2443         if (!em) {
2444                 ret = -EIO;
2445                 goto out_unlock;
2446         }
2447
2448         ASSERT(em->len == len);
2449         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2450         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2451         ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
2452         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags));
2453         ASSERT(!list_empty(&em->list));
2454
2455         flags = em->flags;
2456         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2457
2458         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2459         split_pre->start = em->start;
2460         split_pre->len = (pre ? pre : em->len - post);
2461         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2462         split_pre->block_start = em->block_start;
2463         split_pre->block_len = split_pre->len;
2464         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2465         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2466         split_pre->flags = flags;
2467         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2468         split_pre->generation = em->generation;
2469
2470         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
2471
2472         /*
2473          * Now we only have an extent_map at:
2474          *     [em->start, em->start + pre] if pre != 0
2475          *     [em->start, em->start + em->len - post] if pre == 0
2476          */
2477
2478         if (pre) {
2479                 /* Insert the middle extent_map */
2480                 split_mid->start = em->start + pre;
2481                 split_mid->len = em->len - pre - post;
2482                 split_mid->orig_start = split_mid->start;
2483                 split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2484                 split_mid->block_len = split_mid->len;
2485                 split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2486                 split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2487                 split_mid->flags = flags;
2488                 split_mid->compress_type = em->compress_type;
2489                 split_mid->generation = em->generation;
2490                 add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
2491         }
2492
2493         if (post) {
2494                 split_post->start = em->start + em->len - post;
2495                 split_post->len = post;
2496                 split_post->orig_start = split_post->start;
2497                 split_post->block_start = em->block_start + em->len - post;
2498                 split_post->block_len = split_post->len;
2499                 split_post->orig_block_len = split_post->block_len;
2500                 split_post->ram_bytes = split_post->len;
2501                 split_post->flags = flags;
2502                 split_post->compress_type = em->compress_type;
2503                 split_post->generation = em->generation;
2504                 add_extent_mapping(em_tree, split_post, 1);
2505         }
2506
2507         /* Once for us */
2508         free_extent_map(em);
2509         /* Once for the tree */
2510         free_extent_map(em);
2511
2512 out_unlock:
2513         write_unlock(&em_tree->lock);
2514         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2515 out:
2516         free_extent_map(split_pre);
2517         free_extent_map(split_mid);
2518         free_extent_map(split_post);
2519
2520         return ret;
2521 }
2522
2523 static blk_status_t extract_ordered_extent(struct btrfs_inode *inode,
2524                                            struct bio *bio, loff_t file_offset)
2525 {
2526         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2527         u64 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2528         u64 file_len;
2529         u64 len = bio->bi_iter.bi_size;
2530         u64 end = start + len;
2531         u64 ordered_end;
2532         u64 pre, post;
2533         int ret = 0;
2534
2535         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
2536         if (WARN_ON_ONCE(!ordered))
2537                 return BLK_STS_IOERR;
2538
2539         /* No need to split */
2540         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2541                 goto out;
2542
2543         /* We cannot split once end_bio'd ordered extent */
2544         if (WARN_ON_ONCE(ordered->bytes_left != ordered->disk_num_bytes)) {
2545                 ret = -EINVAL;
2546                 goto out;
2547         }
2548
2549         /* We cannot split a compressed ordered extent */
2550         if (WARN_ON_ONCE(ordered->disk_num_bytes != ordered->num_bytes)) {
2551                 ret = -EINVAL;
2552                 goto out;
2553         }
2554
2555         ordered_end = ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes;
2556         /* bio must be in one ordered extent */
2557         if (WARN_ON_ONCE(start < ordered->disk_bytenr || end > ordered_end)) {
2558                 ret = -EINVAL;
2559                 goto out;
2560         }
2561
2562         /* Checksum list should be empty */
2563         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ordered->list))) {
2564                 ret = -EINVAL;
2565                 goto out;
2566         }
2567
2568         file_len = ordered->num_bytes;
2569         pre = start - ordered->disk_bytenr;
2570         post = ordered_end - end;
2571
2572         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, pre, post);
2573         if (ret)
2574                 goto out;
2575         ret = split_zoned_em(inode, file_offset, file_len, pre, post);
2576
2577 out:
2578         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2579
2580         return errno_to_blk_status(ret);
2581 }
2582
2583 /*
2584  * extent_io.c submission hook. This does the right thing for csum calculation
2585  * on write, or reading the csums from the tree before a read.
2586  *
2587  * Rules about async/sync submit,
2588  * a) read:                             sync submit
2589  *
2590  * b) write without checksum:           sync submit
2591  *
2592  * c) write with checksum:
2593  *    c-1) if bio is issued by fsync:   sync submit
2594  *         (sync_writers != 0)
2595  *
2596  *    c-2) if root is reloc root:       sync submit
2597  *         (only in case of buffered IO)
2598  *
2599  *    c-3) otherwise:                   async submit
2600  */
2601 void btrfs_submit_data_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
2602                            int mirror_num, enum btrfs_compression_type compress_type)
2603 {
2604         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2605         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2606         enum btrfs_wq_endio_type metadata = BTRFS_WQ_ENDIO_DATA;
2607         blk_status_t ret = 0;
2608         int skip_sum;
2609         int async = !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers);
2610
2611         skip_sum = (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) ||
2612                 test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state);
2613
2614         if (btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode)))
2615                 metadata = BTRFS_WQ_ENDIO_FREE_SPACE;
2616
2617         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
2618                 struct page *page = bio_first_bvec_all(bio)->bv_page;
2619                 loff_t file_offset = page_offset(page);
2620
2621                 ret = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio, file_offset);
2622                 if (ret)
2623                         goto out;
2624         }
2625
2626         if (btrfs_op(bio) != BTRFS_MAP_WRITE) {
2627                 ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, metadata);
2628                 if (ret)
2629                         goto out;
2630
2631                 if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
2632                         /*
2633                          * btrfs_submit_compressed_read will handle completing
2634                          * the bio if there were any errors, so just return
2635                          * here.
2636                          */
2637                         btrfs_submit_compressed_read(inode, bio, mirror_num);
2638                         return;
2639                 } else {
2640                         /*
2641                          * Lookup bio sums does extra checks around whether we
2642                          * need to csum or not, which is why we ignore skip_sum
2643                          * here.
2644                          */
2645                         ret = btrfs_lookup_bio_sums(inode, bio, NULL);
2646                         if (ret)
2647                                 goto out;
2648                 }
2649                 goto mapit;
2650         } else if (async && !skip_sum) {
2651                 /* csum items have already been cloned */
2652                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2653                         goto mapit;
2654                 /* we're doing a write, do the async checksumming */
2655                 ret = btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, mirror_num,
2656                                           0, btrfs_submit_bio_start);
2657                 goto out;
2658         } else if (!skip_sum) {
2659                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, (u64)-1, false);
2660                 if (ret)
2661                         goto out;
2662         }
2663
2664 mapit:
2665         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2666
2667 out:
2668         if (ret) {
2669                 bio->bi_status = ret;
2670                 bio_endio(bio);
2671         }
2672 }
2673
2674 /*
2675  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2676  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2677  */
2678 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2679                              struct list_head *list)
2680 {
2681         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2682         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2683         int ret;
2684
2685         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2686                 trans->adding_csums = true;
2687                 if (!csum_root)
2688                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2689                                                     sum->bytenr);
2690                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2691                 trans->adding_csums = false;
2692                 if (ret)
2693                         return ret;
2694         }
2695         return 0;
2696 }
2697
2698 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2699                                          const u64 start,
2700                                          const u64 len,
2701                                          struct extent_state **cached_state)
2702 {
2703         u64 search_start = start;
2704         const u64 end = start + len - 1;
2705
2706         while (search_start < end) {
2707                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2708                 struct extent_map *em;
2709                 u64 em_len;
2710                 int ret = 0;
2711
2712                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2713                 if (IS_ERR(em))
2714                         return PTR_ERR(em);
2715
2716                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2717                         goto next;
2718
2719                 em_len = em->len;
2720                 if (em->start < search_start)
2721                         em_len -= search_start - em->start;
2722                 if (em_len > search_len)
2723                         em_len = search_len;
2724
2725                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2726                                      search_start + em_len - 1,
2727                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, 0, NULL, cached_state,
2728                                      GFP_NOFS, NULL);
2729 next:
2730                 search_start = extent_map_end(em);
2731                 free_extent_map(em);
2732                 if (ret)
2733                         return ret;
2734         }
2735         return 0;
2736 }
2737
2738 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2739                               unsigned int extra_bits,
2740                               struct extent_state **cached_state)
2741 {
2742         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2743
2744         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2745             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2746                 /*
2747                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2748                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2749                  */
2750                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2751         } else {
2752                 int ret;
2753
2754                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2755                                                     end + 1 - start,
2756                                                     cached_state);
2757                 if (ret)
2758                         return ret;
2759         }
2760
2761         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2762                                    cached_state);
2763 }
2764
2765 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2766 struct btrfs_writepage_fixup {
2767         struct page *page;
2768         struct inode *inode;
2769         struct btrfs_work work;
2770 };
2771
2772 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2773 {
2774         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2775         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2776         struct extent_state *cached_state = NULL;
2777         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2778         struct page *page;
2779         struct btrfs_inode *inode;
2780         u64 page_start;
2781         u64 page_end;
2782         int ret = 0;
2783         bool free_delalloc_space = true;
2784
2785         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2786         page = fixup->page;
2787         inode = BTRFS_I(fixup->inode);
2788         page_start = page_offset(page);
2789         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2790
2791         /*
2792          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2793          * we take the page lock.
2794          */
2795         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2796                                            PAGE_SIZE);
2797 again:
2798         lock_page(page);
2799
2800         /*
2801          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2802          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2803          * address space.
2804          */
2805         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2806                 /*
2807                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2808                  *
2809                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2810                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2811                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2812                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2813                  *    while waiting for the ordered extent.
2814                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2815                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2816                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2817                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2818                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2819                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2820                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2821                  *    when the page was already properly dealt with.
2822                  */
2823                 if (!ret) {
2824                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2825                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2826                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2827                                                      true);
2828                 }
2829                 ret = 0;
2830                 goto out_page;
2831         }
2832
2833         /*
2834          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2835          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2836          */
2837         if (ret)
2838                 goto out_page;
2839
2840         lock_extent_bits(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2841
2842         /* already ordered? We're done */
2843         if (PageOrdered(page))
2844                 goto out_reserved;
2845
2846         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2847         if (ordered) {
2848                 unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2849                                      &cached_state);
2850                 unlock_page(page);
2851                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
2852                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2853                 goto again;
2854         }
2855
2856         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2857                                         &cached_state);
2858         if (ret)
2859                 goto out_reserved;
2860
2861         /*
2862          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2863          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2864          * destination.
2865          *
2866          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2867          */
2868         BUG_ON(!PageDirty(page));
2869         free_delalloc_space = false;
2870 out_reserved:
2871         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2872         if (free_delalloc_space)
2873                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2874                                              PAGE_SIZE, true);
2875         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2876                              &cached_state);
2877 out_page:
2878         if (ret) {
2879                 /*
2880                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2881                  * to reflect the errors and clean the page.
2882                  */
2883                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2884                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2885                 clear_page_dirty_for_io(page);
2886                 SetPageError(page);
2887         }
2888         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2889         unlock_page(page);
2890         put_page(page);
2891         kfree(fixup);
2892         extent_changeset_free(data_reserved);
2893         /*
2894          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2895          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2896          * deadlock.
2897          */
2898         btrfs_add_delayed_iput(&inode->vfs_inode);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2903  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2904  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2905  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2906  *
2907  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2908  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2909  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2910  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2911  */
2912 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2913 {
2914         struct inode *inode = page->mapping->host;
2915         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2916         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2917
2918         /* This page has ordered extent covering it already */
2919         if (PageOrdered(page))
2920                 return 0;
2921
2922         /*
2923          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2924          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2925          *
2926          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2927          * EAGAIN.
2928          */
2929         if (PageChecked(page))
2930                 return -EAGAIN;
2931
2932         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2933         if (!fixup)
2934                 return -EAGAIN;
2935
2936         /*
2937          * We are already holding a reference to this inode from
2938          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2939          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2940          * page->mapping outside of the page lock.
2941          */
2942         ihold(inode);
2943         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2944         get_page(page);
2945         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2946         fixup->page = page;
2947         fixup->inode = inode;
2948         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2949
2950         return -EAGAIN;
2951 }
2952
2953 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2954                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2955                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2956                                        const bool update_inode_bytes,
2957                                        u64 qgroup_reserved)
2958 {
2959         struct btrfs_root *root = inode->root;
2960         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2961         struct btrfs_path *path;
2962         struct extent_buffer *leaf;
2963         struct btrfs_key ins;
2964         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2965         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2966         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2967         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2968         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2969         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2970         int ret;
2971
2972         path = btrfs_alloc_path();
2973         if (!path)
2974                 return -ENOMEM;
2975
2976         /*
2977          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2978          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2979          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2980          *
2981          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2982          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2983          * with the others.
2984          */
2985         drop_args.path = path;
2986         drop_args.start = file_pos;
2987         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2988         drop_args.replace_extent = true;
2989         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2990         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2991         if (ret)
2992                 goto out;
2993
2994         if (!drop_args.extent_inserted) {
2995                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2996                 ins.offset = file_pos;
2997                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2998
2999                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
3000                                               sizeof(*stack_fi));
3001                 if (ret)
3002                         goto out;
3003         }
3004         leaf = path->nodes[0];
3005         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
3006         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
3007                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
3008                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
3009
3010         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3011         btrfs_release_path(path);
3012
3013         /*
3014          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
3015          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
3016          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
3017          * The remaining of the range will be processed when clearning the
3018          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
3019          */
3020         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
3021                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
3022
3023                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
3024                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
3025                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
3026                 num_bytes -= sectorsize;
3027         }
3028
3029         if (update_inode_bytes)
3030                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
3031
3032         ins.objectid = disk_bytenr;
3033         ins.offset = disk_num_bytes;
3034         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
3035
3036         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3037         if (ret)
3038                 goto out;
3039
3040         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3041                                                file_pos - offset,
3042                                                qgroup_reserved, &ins);
3043 out:
3044         btrfs_free_path(path);
3045
3046         return ret;
3047 }
3048
3049 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3050                                          u64 start, u64 len)
3051 {
3052         struct btrfs_block_group *cache;
3053
3054         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3055         ASSERT(cache);
3056
3057         spin_lock(&cache->lock);
3058         cache->delalloc_bytes -= len;
3059         spin_unlock(&cache->lock);
3060
3061         btrfs_put_block_group(cache);
3062 }
3063
3064 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3065                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3066 {
3067         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3068         bool update_inode_bytes;
3069         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3070         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3071
3072         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3073         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3074         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3075         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3076                                                    oe->disk_num_bytes);
3077         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3078         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags))
3079                 num_bytes = ram_bytes = oe->truncated_len;
3080         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3081         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3082         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3083         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3084
3085         /*
3086          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3087          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3088          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3089          * except if the ordered extent was truncated.
3090          */
3091         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3092                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3093                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3094
3095         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3096                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3097                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3098 }
3099
3100 /*
3101  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3102  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3103  * fully written.
3104  */
3105 static int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3106 {
3107         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3108         struct btrfs_root *root = inode->root;
3109         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3110         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3111         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3112         struct extent_state *cached_state = NULL;
3113         u64 start, end;
3114         int compress_type = 0;
3115         int ret = 0;
3116         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3117         bool freespace_inode;
3118         bool truncated = false;
3119         bool clear_reserved_extent = true;
3120         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3121
3122         start = ordered_extent->file_offset;
3123         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3124
3125         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3126             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3127             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3128             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3129                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3130
3131         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3132
3133         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3134                 ret = -EIO;
3135                 goto out;
3136         }
3137
3138         /* A valid bdev implies a write on a sequential zone */
3139         if (ordered_extent->bdev) {
3140                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
3141                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3142                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3143         }
3144
3145         btrfs_free_io_failure_record(inode, start, end);
3146
3147         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3148                 truncated = true;
3149                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3150                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3151                 if (!logical_len)
3152                         goto out;
3153         }
3154
3155         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3156                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3157
3158                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3159                 if (freespace_inode)
3160                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3161                 else
3162                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3163                 if (IS_ERR(trans)) {
3164                         ret = PTR_ERR(trans);
3165                         trans = NULL;
3166                         goto out;
3167                 }
3168                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3169                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3170                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3171                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3172                 goto out;
3173         }
3174
3175         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3176         lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
3177
3178         if (freespace_inode)
3179                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3180         else
3181                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3182         if (IS_ERR(trans)) {
3183                 ret = PTR_ERR(trans);
3184                 trans = NULL;
3185                 goto out;
3186         }
3187
3188         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3189
3190         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3191                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3192         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3193                 BUG_ON(compress_type);
3194                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3195                                                 ordered_extent->file_offset,
3196                                                 ordered_extent->file_offset +
3197                                                 logical_len);
3198                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3199                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3200         } else {
3201                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3202                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3203                 if (!ret) {
3204                         clear_reserved_extent = false;
3205                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3206                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3207                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3208                 }
3209         }
3210         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3211                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3212         if (ret < 0) {
3213                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3214                 goto out;
3215         }
3216
3217         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3218         if (ret) {
3219                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3220                 goto out;
3221         }
3222
3223         /*
3224          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3225          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3226          * before updating the inode item.
3227          */
3228         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3229             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3230                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3231                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3232                                  0, 0, &cached_state);
3233
3234         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3235         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3236         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3237                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3238                 goto out;
3239         }
3240         ret = 0;
3241 out:
3242         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3243                          (clear_bits & EXTENT_LOCKED) ? 1 : 0, 0,
3244                          &cached_state);
3245
3246         if (trans)
3247                 btrfs_end_transaction(trans);
3248
3249         if (ret || truncated) {
3250                 u64 unwritten_start = start;
3251
3252                 /*
3253                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3254                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3255                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3256                  * already set.  Any error during writeback would have already
3257                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3258                  * marking this ordered extent as failed.
3259                  */
3260                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3261                                              &ordered_extent->flags))
3262                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3263
3264                 if (truncated)
3265                         unwritten_start += logical_len;
3266                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3267
3268                 /* Drop the cache for the part of the extent we didn't write. */
3269                 btrfs_drop_extent_cache(inode, unwritten_start, end, 0);
3270
3271                 /*
3272                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3273                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3274                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3275                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3276                  *
3277                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3278                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3279                  * has already been done.
3280                  */
3281                 if ((ret || !logical_len) &&
3282                     clear_reserved_extent &&
3283                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3284                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3285                         /*
3286                          * Discard the range before returning it back to the
3287                          * free space pool
3288                          */
3289                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3290                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3291                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3292                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3293                                                 NULL);
3294                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3295                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3296                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3297                 }
3298         }
3299
3300         /*
3301          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3302          * updating everything for this ordered extent.
3303          */
3304         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3305
3306         /* once for us */
3307         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3308         /* once for the tree */
3309         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3310
3311         return ret;
3312 }
3313
3314 static void finish_ordered_fn(struct btrfs_work *work)
3315 {
3316         struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent;
3317         ordered_extent = container_of(work, struct btrfs_ordered_extent, work);
3318         btrfs_finish_ordered_io(ordered_extent);
3319 }
3320
3321 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3322                                           struct page *page, u64 start,
3323                                           u64 end, bool uptodate)
3324 {
3325         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3326
3327         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start,
3328                                        finish_ordered_fn, uptodate);
3329 }
3330
3331 /*
3332  * check_data_csum - verify checksum of one sector of uncompressed data
3333  * @inode:      inode
3334  * @io_bio:     btrfs_io_bio which contains the csum
3335  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3336  * @page:       page where is the data to be verified
3337  * @pgoff:      offset inside the page
3338  * @start:      logical offset in the file
3339  *
3340  * The length of such check is always one sector size.
3341  */
3342 static int check_data_csum(struct inode *inode, struct btrfs_bio *bbio,
3343                            u32 bio_offset, struct page *page, u32 pgoff,
3344                            u64 start)
3345 {
3346         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3347         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3348         char *kaddr;
3349         u32 len = fs_info->sectorsize;
3350         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
3351         unsigned int offset_sectors;
3352         u8 *csum_expected;
3353         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3354
3355         ASSERT(pgoff + len <= PAGE_SIZE);
3356
3357         offset_sectors = bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits;
3358         csum_expected = ((u8 *)bbio->csum) + offset_sectors * csum_size;
3359
3360         kaddr = kmap_atomic(page);
3361         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3362
3363         crypto_shash_digest(shash, kaddr + pgoff, len, csum);
3364         kunmap_atomic(kaddr);
3365
3366         if (memcmp(csum, csum_expected, csum_size))
3367                 goto zeroit;
3368
3369         return 0;
3370 zeroit:
3371         btrfs_print_data_csum_error(BTRFS_I(inode), start, csum, csum_expected,
3372                                     bbio->mirror_num);
3373         if (bbio->device)
3374                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(bbio->device,
3375                                              BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3376         memzero_page(page, pgoff, len);
3377         return -EIO;
3378 }
3379
3380 /*
3381  * When reads are done, we need to check csums to verify the data is correct.
3382  * if there's a match, we allow the bio to finish.  If not, the code in
3383  * extent_io.c will try to find good copies for us.
3384  *
3385  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3386  * @start:      file offset of the range start
3387  * @end:        file offset of the range end (inclusive)
3388  *
3389  * Return a bitmap where bit set means a csum mismatch, and bit not set means
3390  * csum match.
3391  */
3392 unsigned int btrfs_verify_data_csum(struct btrfs_bio *bbio,
3393                                     u32 bio_offset, struct page *page,
3394                                     u64 start, u64 end)
3395 {
3396         struct inode *inode = page->mapping->host;
3397         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3398         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3399         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3400         const u32 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3401         u32 pg_off;
3402         unsigned int result = 0;
3403
3404         if (btrfs_page_test_checked(fs_info, page, start, end + 1 - start)) {
3405                 btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, start, end + 1 - start);
3406                 return 0;
3407         }
3408
3409         /*
3410          * This only happens for NODATASUM or compressed read.
3411          * Normally this should be covered by above check for compressed read
3412          * or the next check for NODATASUM.  Just do a quicker exit here.
3413          */
3414         if (bbio->csum == NULL)
3415                 return 0;
3416
3417         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
3418                 return 0;
3419
3420         if (unlikely(test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state)))
3421                 return 0;
3422
3423         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
3424                end <= page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1);
3425         for (pg_off = offset_in_page(start);
3426              pg_off < offset_in_page(end);
3427              pg_off += sectorsize, bio_offset += sectorsize) {
3428                 u64 file_offset = pg_off + page_offset(page);
3429                 int ret;
3430
3431                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
3432                     test_range_bit(io_tree, file_offset,
3433                                    file_offset + sectorsize - 1,
3434                                    EXTENT_NODATASUM, 1, NULL)) {
3435                         /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3436                         clear_extent_bits(io_tree, file_offset,
3437                                           file_offset + sectorsize - 1,
3438                                           EXTENT_NODATASUM);
3439                         continue;
3440                 }
3441                 ret = check_data_csum(inode, bbio, bio_offset, page, pg_off,
3442                                       page_offset(page) + pg_off);
3443                 if (ret < 0) {
3444                         const int nr_bit = (pg_off - offset_in_page(start)) >>
3445                                      root->fs_info->sectorsize_bits;
3446
3447                         result |= (1U << nr_bit);
3448                 }
3449         }
3450         return result;
3451 }
3452
3453 /*
3454  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3455  *
3456  * @inode: The inode we want to perform iput on
3457  *
3458  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3459  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3460  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3461  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3462  */
3463 void btrfs_add_delayed_iput(struct inode *inode)
3464 {
3465         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3466         struct btrfs_inode *binode = BTRFS_I(inode);
3467
3468         if (atomic_add_unless(&inode->i_count, -1, 1))
3469                 return;
3470
3471         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3472         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3473         ASSERT(list_empty(&binode->delayed_iput));
3474         list_add_tail(&binode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3475         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3476         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3477                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3478 }
3479
3480 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3481                                     struct btrfs_inode *inode)
3482 {
3483         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3484         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3485         iput(&inode->vfs_inode);
3486         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3487                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3488         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3489 }
3490
3491 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3492                                    struct btrfs_inode *inode)
3493 {
3494         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3495                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3496                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3497                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3498                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3499         }
3500 }
3501
3502 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3503 {
3504
3505         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3506         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3507                 struct btrfs_inode *inode;
3508
3509                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3510                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3511                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3512                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3513         }
3514         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3515 }
3516
3517 /**
3518  * Wait for flushing all delayed iputs
3519  *
3520  * @fs_info:  the filesystem
3521  *
3522  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3523  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3524  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3525  * that might get blocked on the iputs.
3526  *
3527  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3528  */
3529 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3530 {
3531         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3532                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3533         if (ret)
3534                 return -EINTR;
3535         return 0;
3536 }
3537
3538 /*
3539  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3540  * in the middle of an unlink.
3541  */
3542 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3543                      struct btrfs_inode *inode)
3544 {
3545         int ret;
3546
3547         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3548         if (ret && ret != -EEXIST) {
3549                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3550                 return ret;
3551         }
3552
3553         return 0;
3554 }
3555
3556 /*
3557  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3558  * this particular inode.
3559  */
3560 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3561                             struct btrfs_inode *inode)
3562 {
3563         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3564 }
3565
3566 /*
3567  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3568  * of this root.
3569  */
3570 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3571 {
3572         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3573         struct btrfs_path *path;
3574         struct extent_buffer *leaf;
3575         struct btrfs_key key, found_key;
3576         struct btrfs_trans_handle *trans;
3577         struct inode *inode;
3578         u64 last_objectid = 0;
3579         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3580
3581         /* Bail out if the cleanup is already running. */
3582         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3583                 return 0;
3584
3585         path = btrfs_alloc_path();
3586         if (!path) {
3587                 ret = -ENOMEM;
3588                 goto out;
3589         }
3590         path->reada = READA_BACK;
3591
3592         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3593         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3594         key.offset = (u64)-1;
3595
3596         while (1) {
3597                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3598                 if (ret < 0)
3599                         goto out;
3600
3601                 /*
3602                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3603                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3604                  * find the key and see if we have stuff that matches
3605                  */
3606                 if (ret > 0) {
3607                         ret = 0;
3608                         if (path->slots[0] == 0)
3609                                 break;
3610                         path->slots[0]--;
3611                 }
3612
3613                 /* pull out the item */
3614                 leaf = path->nodes[0];
3615                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3616
3617                 /* make sure the item matches what we want */
3618                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3619                         break;
3620                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3621                         break;
3622
3623                 /* release the path since we're done with it */
3624                 btrfs_release_path(path);
3625
3626                 /*
3627                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3628                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3629                  * offset of the orphan item.
3630                  */
3631
3632                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3633                         btrfs_err(fs_info,
3634                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3635                         ret = -EINVAL;
3636                         goto out;
3637                 }
3638
3639                 last_objectid = found_key.offset;
3640
3641                 found_key.objectid = found_key.offset;
3642                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3643                 found_key.offset = 0;
3644                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3645                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3646                 if (ret && ret != -ENOENT)
3647                         goto out;
3648
3649                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3650                         struct btrfs_root *dead_root;
3651                         int is_dead_root = 0;
3652
3653                         /*
3654                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3655                          * could come from 2 sources:
3656                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3657                          *  b) a free space cache inode
3658                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3659                          * for a root must not get deleted before the deletion
3660                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3661                          *
3662                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3663                          * found all deleted roots and loaded them into
3664                          * fs_info->fs_roots. So here we can find if an
3665                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3666                          * up the root from that xarray.
3667                          */
3668
3669                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_lock);
3670                         dead_root = xa_load(&fs_info->fs_roots,
3671                                             (unsigned long)found_key.objectid);
3672                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3673                                 is_dead_root = 1;
3674                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_lock);
3675
3676                         if (is_dead_root) {
3677                                 /* prevent this orphan from being found again */
3678                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3679                                 continue;
3680                         }
3681
3682                 }
3683
3684                 /*
3685                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3686                  * possibilities:
3687                  *
3688                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3689                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3690                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3691                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3692
3693                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3694                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3695                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3696                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3697                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3698                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3699                  *
3700                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3701                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3702                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3703                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3704                  * the orphan item.
3705                  *
3706                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3707                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3708                  * but either way, we can delete the orphan item.
3709                  */
3710                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3711                         if (!ret) {
3712                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3713                                 iput(inode);
3714                                 if (ret)
3715                                         goto out;
3716                         }
3717                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3718                         if (IS_ERR(trans)) {
3719                                 ret = PTR_ERR(trans);
3720                                 goto out;
3721                         }
3722                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3723                                     found_key.objectid);
3724                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3725                                                     found_key.objectid);
3726                         btrfs_end_transaction(trans);
3727                         if (ret)
3728                                 goto out;
3729                         continue;
3730                 }
3731
3732                 nr_unlink++;
3733
3734                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3735                 iput(inode);
3736         }
3737         /* release the path since we're done with it */
3738         btrfs_release_path(path);
3739
3740         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3741                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3742                 if (!IS_ERR(trans))
3743                         btrfs_end_transaction(trans);
3744         }
3745
3746         if (nr_unlink)
3747                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3748
3749 out:
3750         if (ret)
3751                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3752         btrfs_free_path(path);
3753         return ret;
3754 }
3755
3756 /*
3757  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3758  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3759  *
3760  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3761  */
3762 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3763                                           int slot, u64 objectid,
3764                                           int *first_xattr_slot)
3765 {
3766         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3767         struct btrfs_key found_key;
3768         static u64 xattr_access = 0;
3769         static u64 xattr_default = 0;
3770         int scanned = 0;
3771
3772         if (!xattr_access) {
3773                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3774                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3775                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3776                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3777         }
3778
3779         slot++;
3780         *first_xattr_slot = -1;
3781         while (slot < nritems) {
3782                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3783
3784                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3785                 if (found_key.objectid != objectid)
3786                         return 0;
3787
3788                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3789                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3790                         if (*first_xattr_slot == -1)
3791                                 *first_xattr_slot = slot;
3792                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3793                             found_key.offset == xattr_default)
3794                                 return 1;
3795                 }
3796
3797                 /*
3798                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3799                  * be any acls later on
3800                  */
3801                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3802                         return 0;
3803
3804                 slot++;
3805                 scanned++;
3806
3807                 /*
3808                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3809                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3810                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3811                  * this is just an optimization
3812                  */
3813                 if (scanned >= 8)
3814                         break;
3815         }
3816         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3817          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3818          * has acls
3819          */
3820         if (*first_xattr_slot == -1)
3821                 *first_xattr_slot = slot;
3822         return 1;
3823 }
3824
3825 /*
3826  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3827  */
3828 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3829                                    struct btrfs_path *in_path)
3830 {
3831         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3832         struct btrfs_path *path = in_path;
3833         struct extent_buffer *leaf;
3834         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3835         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3836         struct btrfs_key location;
3837         unsigned long ptr;
3838         int maybe_acls;
3839         u32 rdev;
3840         int ret;
3841         bool filled = false;
3842         int first_xattr_slot;
3843
3844         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3845         if (!ret)
3846                 filled = true;
3847
3848         if (!path) {
3849                 path = btrfs_alloc_path();
3850                 if (!path)
3851                         return -ENOMEM;
3852         }
3853
3854         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3855
3856         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3857         if (ret) {
3858                 if (path != in_path)
3859                         btrfs_free_path(path);
3860                 return ret;
3861         }
3862
3863         leaf = path->nodes[0];
3864
3865         if (filled)
3866                 goto cache_index;
3867
3868         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3869                                     struct btrfs_inode_item);
3870         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3871         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3872         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3873         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3874         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3875         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3876                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3877
3878         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3879         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3880
3881         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3882         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3883
3884         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3885         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3886
3887         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3888                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3889         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3890                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3891
3892         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3893         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3894         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3895
3896         inode_set_iversion_queried(inode,
3897                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3898         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3899         inode->i_rdev = 0;
3900         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3901
3902         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3903         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3904                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3905
3906 cache_index:
3907         /*
3908          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3909          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3910          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3911          * cache.
3912          *
3913          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3914          * in the delayed_nodes xarray.
3915          */
3916         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3917                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3918                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3919
3920         /*
3921          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3922          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3923          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3924          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3925          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3926          * replayed. For example, in the scenario:
3927          *
3928          * touch mydir/foo
3929          * ln mydir/foo mydir/bar
3930          * sync
3931          * unlink mydir/bar
3932          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3933          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3934          * <power failure>
3935          * mount fs, triggers fsync log replay
3936          *
3937          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3938          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3939          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3940          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3941          *
3942          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3943          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3944          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3945          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3946          */
3947         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3948
3949         /*
3950          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3951          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3952          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3953          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3954          */
3955         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3956
3957         path->slots[0]++;
3958         if (inode->i_nlink != 1 ||
3959             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3960                 goto cache_acl;
3961
3962         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3963         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3964                 goto cache_acl;
3965
3966         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3967         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3968                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3969
3970                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3971                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3972         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3973                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3974
3975                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3976                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3977                                                                      extref);
3978         }
3979 cache_acl:
3980         /*
3981          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3982          * any xattrs or acls
3983          */
3984         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3985                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3986         if (first_xattr_slot != -1) {
3987                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3988                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3989                 if (ret)
3990                         btrfs_err(fs_info,
3991                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3992                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3993                                   root->root_key.objectid, ret);
3994         }
3995         if (path != in_path)
3996                 btrfs_free_path(path);
3997
3998         if (!maybe_acls)
3999                 cache_no_acl(inode);
4000
4001         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
4002         case S_IFREG:
4003                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4004                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
4005                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
4006                 break;
4007         case S_IFDIR:
4008                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
4009                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
4010                 break;
4011         case S_IFLNK:
4012                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
4013                 inode_nohighmem(inode);
4014                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4015                 break;
4016         default:
4017                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
4018                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
4019                 break;
4020         }
4021
4022         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
4023         return 0;
4024 }
4025
4026 /*
4027  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4028  */
4029 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4030                             struct extent_buffer *leaf,
4031                             struct btrfs_inode_item *item,
4032                             struct inode *inode)
4033 {
4034         struct btrfs_map_token token;
4035         u64 flags;
4036
4037         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4038
4039         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4040         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4041         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4042         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4043         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4044
4045         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4046                                      inode->i_atime.tv_sec);
4047         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4048                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4049
4050         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4051                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4052         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4053                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4054
4055         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4056                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4057         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4058                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4059
4060         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4061                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4062         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4063                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4064
4065         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4066         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4067                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4068         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4069         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4070         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4071         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4072                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4073         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4074         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4075 }
4076
4077 /*
4078  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4079  */
4080 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4081                                 struct btrfs_root *root,
4082                                 struct btrfs_inode *inode)
4083 {
4084         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4085         struct btrfs_path *path;
4086         struct extent_buffer *leaf;
4087         int ret;
4088
4089         path = btrfs_alloc_path();
4090         if (!path)
4091                 return -ENOMEM;
4092
4093         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4094         if (ret) {
4095                 if (ret > 0)
4096                         ret = -ENOENT;
4097                 goto failed;
4098         }
4099
4100         leaf = path->nodes[0];
4101         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4102                                     struct btrfs_inode_item);
4103
4104         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4105         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4106         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4107         ret = 0;
4108 failed:
4109         btrfs_free_path(path);
4110         return ret;
4111 }
4112
4113 /*
4114  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4115  */
4116 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4117                                 struct btrfs_root *root,
4118                                 struct btrfs_inode *inode)
4119 {
4120         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4121         int ret;
4122
4123         /*
4124          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4125          * if we put it into the delayed code.
4126          *
4127          * The data relocation inode should also be directly updated
4128          * without delay
4129          */
4130         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4131             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4132             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4133                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4134
4135                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4136                 if (!ret)
4137                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4138                 return ret;
4139         }
4140
4141         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4142 }
4143
4144 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4145                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4146 {
4147         int ret;
4148
4149         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4150         if (ret == -ENOSPC)
4151                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4152         return ret;
4153 }
4154
4155 /*
4156  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4157  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4158  * also drops the back refs in the inode to the directory
4159  */
4160 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4161                                 struct btrfs_inode *dir,
4162                                 struct btrfs_inode *inode,
4163                                 const char *name, int name_len,
4164                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4165 {
4166         struct btrfs_root *root = dir->root;
4167         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4168         struct btrfs_path *path;
4169         int ret = 0;
4170         struct btrfs_dir_item *di;
4171         u64 index;
4172         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4173         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4174
4175         path = btrfs_alloc_path();
4176         if (!path) {
4177                 ret = -ENOMEM;
4178                 goto out;
4179         }
4180
4181         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4182                                     name, name_len, -1);
4183         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4184                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4185                 goto err;
4186         }
4187         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4188         if (ret)
4189                 goto err;
4190         btrfs_release_path(path);
4191
4192         /*
4193          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4194          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4195          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4196          *
4197          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4198          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4199          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4200          * we update the inode item.
4201          */
4202         if (inode->dir_index) {
4203                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4204                 if (!ret) {
4205                         index = inode->dir_index;
4206                         goto skip_backref;
4207                 }
4208         }
4209
4210         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
4211                                   dir_ino, &index);
4212         if (ret) {
4213                 btrfs_info(fs_info,
4214                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4215                         name_len, name, ino, dir_ino);
4216                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4217                 goto err;
4218         }
4219 skip_backref:
4220         if (rename_ctx)
4221                 rename_ctx->index = index;
4222
4223         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4224         if (ret) {
4225                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4226                 goto err;
4227         }
4228
4229         /*
4230          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4231          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4232          * Besides that, doing it here would only cause extra unncessary btree
4233          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4234          */
4235         if (!rename_ctx) {
4236                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, name_len, inode,
4237                                            dir_ino);
4238                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, name_len, dir,
4239                                              index);
4240         }
4241
4242         /*
4243          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4244          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4245          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4246          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4247          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4248          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4249          * holding.
4250          */
4251         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4252 err:
4253         btrfs_free_path(path);
4254         if (ret)
4255                 goto out;
4256
4257         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name_len * 2);
4258         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4259         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4260         inode->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime =
4261                 dir->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4262         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4263 out:
4264         return ret;
4265 }
4266
4267 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4268                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4269                        const char *name, int name_len)
4270 {
4271         int ret;
4272         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, name_len, NULL);
4273         if (!ret) {
4274                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4275                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4276         }
4277         return ret;
4278 }
4279
4280 /*
4281  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4282  *
4283  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4284  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4285  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4286  * allow the unlink to occur.
4287  */
4288 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct inode *dir)
4289 {
4290         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4291
4292         /*
4293          * 1 for the possible orphan item
4294          * 1 for the dir item
4295          * 1 for the dir index
4296          * 1 for the inode ref
4297          * 1 for the inode
4298          * 1 for the parent inode
4299          */
4300         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 6);
4301 }
4302
4303 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4304 {
4305         struct btrfs_trans_handle *trans;
4306         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4307         int ret;
4308
4309         trans = __unlink_start_trans(dir);
4310         if (IS_ERR(trans))
4311                 return PTR_ERR(trans);
4312
4313         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4314                         0);
4315
4316         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4317                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4318                         dentry->d_name.len);
4319         if (ret)
4320                 goto out;
4321
4322         if (inode->i_nlink == 0) {
4323                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4324                 if (ret)
4325                         goto out;
4326         }
4327
4328 out:
4329         btrfs_end_transaction(trans);
4330         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4331         return ret;
4332 }
4333
4334 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4335                                struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4336 {
4337         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4338         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4339         struct btrfs_path *path;
4340         struct extent_buffer *leaf;
4341         struct btrfs_dir_item *di;
4342         struct btrfs_key key;
4343         const char *name = dentry->d_name.name;
4344         int name_len = dentry->d_name.len;
4345         u64 index;
4346         int ret;
4347         u64 objectid;
4348         u64 dir_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
4349
4350         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4351                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4352         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4353                 objectid = inode->location.objectid;
4354         } else {
4355                 WARN_ON(1);
4356                 return -EINVAL;
4357         }
4358
4359         path = btrfs_alloc_path();
4360         if (!path)
4361                 return -ENOMEM;
4362
4363         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4364                                    name, name_len, -1);
4365         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4366                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4367                 goto out;
4368         }
4369
4370         leaf = path->nodes[0];
4371         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4372         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4373         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4374         if (ret) {
4375                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4376                 goto out;
4377         }
4378         btrfs_release_path(path);
4379
4380         /*
4381          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4382          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4383          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4384          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4385          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4386          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4387          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4388          */
4389         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4390                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino,
4391                                                  name, name_len);
4392                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4393                         if (!di)
4394                                 ret = -ENOENT;
4395                         else
4396                                 ret = PTR_ERR(di);
4397                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4398                         goto out;
4399                 }
4400
4401                 leaf = path->nodes[0];
4402                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4403                 index = key.offset;
4404                 btrfs_release_path(path);
4405         } else {
4406                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4407                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4408                                          &index, name, name_len);
4409                 if (ret) {
4410                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4411                         goto out;
4412                 }
4413         }
4414
4415         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, BTRFS_I(dir), index);
4416         if (ret) {
4417                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4418                 goto out;
4419         }
4420
4421         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(dir), dir->i_size - name_len * 2);
4422         inode_inc_iversion(dir);
4423         dir->i_mtime = dir->i_ctime = current_time(dir);
4424         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, BTRFS_I(dir));
4425         if (ret)
4426                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4427 out:
4428         btrfs_free_path(path);
4429         return ret;
4430 }
4431
4432 /*
4433  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4434  * default.
4435  */
4436 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4437 {
4438         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4439         struct btrfs_path *path;
4440         struct btrfs_dir_item *di;
4441         struct btrfs_key key;
4442         u64 dir_id;
4443         int ret;
4444
4445         path = btrfs_alloc_path();
4446         if (!path)
4447                 return -ENOMEM;
4448
4449         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4450         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4451         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4452                                    dir_id, "default", 7, 0);
4453         if (di && !IS_ERR(di)) {
4454                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4455                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4456                         ret = -EPERM;
4457                         btrfs_err(fs_info,
4458                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4459                                   key.objectid);
4460                         goto out;
4461                 }
4462                 btrfs_release_path(path);
4463         }
4464
4465         key.objectid = root->root_key.objectid;
4466         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4467         key.offset = (u64)-1;
4468
4469         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4470         if (ret < 0)
4471                 goto out;
4472         BUG_ON(ret == 0);
4473
4474         ret = 0;
4475         if (path->slots[0] > 0) {
4476                 path->slots[0]--;
4477                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4478                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4479                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4480                         ret = -ENOTEMPTY;
4481         }
4482 out:
4483         btrfs_free_path(path);
4484         return ret;
4485 }
4486
4487 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4488 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4489 {
4490         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4491         struct rb_node *node;
4492         struct rb_node *prev;
4493         struct btrfs_inode *entry;
4494         struct inode *inode;
4495         u64 objectid = 0;
4496
4497         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4498                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4499
4500         spin_lock(&root->inode_lock);
4501 again:
4502         node = root->inode_tree.rb_node;
4503         prev = NULL;
4504         while (node) {
4505                 prev = node;
4506                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4507
4508                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4509                         node = node->rb_left;
4510                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4511                         node = node->rb_right;
4512                 else
4513                         break;
4514         }
4515         if (!node) {
4516                 while (prev) {
4517                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4518                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4519                                 node = prev;
4520                                 break;
4521                         }
4522                         prev = rb_next(prev);
4523                 }
4524         }
4525         while (node) {
4526                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4527                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4528                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4529                 if (inode) {
4530                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4531                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4532                                 d_prune_aliases(inode);
4533                         /*
4534                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4535                          * cache when its usage count hits zero.
4536                          */
4537                         iput(inode);
4538                         cond_resched();
4539                         spin_lock(&root->inode_lock);
4540                         goto again;
4541                 }
4542
4543                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4544                         goto again;
4545
4546                 node = rb_next(node);
4547         }
4548         spin_unlock(&root->inode_lock);
4549 }
4550
4551 int btrfs_delete_subvolume(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4552 {
4553         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4554         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4555         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4556         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4557         struct btrfs_trans_handle *trans;
4558         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4559         u64 root_flags;
4560         int ret;
4561
4562         /*
4563          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4564          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4565          * again is not run concurrently.
4566          */
4567         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4568         if (dest->send_in_progress) {
4569                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4570                 btrfs_warn(fs_info,
4571                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4572                            dest->root_key.objectid);
4573                 return -EPERM;
4574         }
4575         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4576                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4577                 btrfs_warn(fs_info,
4578                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4579                            root->root_key.objectid);
4580                 return -EPERM;
4581         }
4582         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4583         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4584                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4585         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4586
4587         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4588
4589         ret = may_destroy_subvol(dest);
4590         if (ret)
4591                 goto out_up_write;
4592
4593         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4594         /*
4595          * One for dir inode,
4596          * two for dir entries,
4597          * two for root ref/backref.
4598          */
4599         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4600         if (ret)
4601                 goto out_up_write;
4602
4603         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4604         if (IS_ERR(trans)) {
4605                 ret = PTR_ERR(trans);
4606                 goto out_release;
4607         }
4608         trans->block_rsv = &block_rsv;
4609         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4610
4611         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, BTRFS_I(dir));
4612
4613         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4614         if (ret) {
4615                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4616                 goto out_end_trans;
4617         }
4618
4619         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4620         if (ret) {
4621                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4622                 goto out_end_trans;
4623         }
4624
4625         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4626                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4627         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4628         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4629
4630         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4631                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4632                                         fs_info->tree_root,
4633                                         dest->root_key.objectid);
4634                 if (ret) {
4635                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4636                         goto out_end_trans;
4637                 }
4638         }
4639
4640         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4641                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4642                                   dest->root_key.objectid);
4643         if (ret && ret != -ENOENT) {
4644                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4645                 goto out_end_trans;
4646         }
4647         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4648                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4649                                           dest->root_item.received_uuid,
4650                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4651                                           dest->root_key.objectid);
4652                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4653                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4654                         goto out_end_trans;
4655                 }
4656         }
4657
4658         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4659         dest->anon_dev = 0;
4660 out_end_trans:
4661         trans->block_rsv = NULL;
4662         trans->bytes_reserved = 0;
4663         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4664         inode->i_flags |= S_DEAD;
4665 out_release:
4666         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4667 out_up_write:
4668         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4669         if (ret) {
4670                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4671                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4672                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4673                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4674                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4675         } else {
4676                 d_invalidate(dentry);
4677                 btrfs_prune_dentries(dest);
4678                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4679         }
4680
4681         return ret;
4682 }
4683
4684 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4685 {
4686         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4687         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4688         int err = 0;
4689         struct btrfs_trans_handle *trans;
4690         u64 last_unlink_trans;
4691
4692         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4693                 return -ENOTEMPTY;
4694         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4695                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4696                         btrfs_err(fs_info,
4697                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4698                         return -EOPNOTSUPP;
4699                 }
4700                 return btrfs_delete_subvolume(dir, dentry);
4701         }
4702
4703         trans = __unlink_start_trans(dir);
4704         if (IS_ERR(trans))
4705                 return PTR_ERR(trans);
4706
4707         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4708                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4709                 goto out;
4710         }
4711
4712         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4713         if (err)
4714                 goto out;
4715
4716         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4717
4718         /* now the directory is empty */
4719         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4720                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4721                         dentry->d_name.len);
4722         if (!err) {
4723                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4724                 /*
4725                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4726                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4727                  * log tree in the case we do something like this:
4728                  * 1) create dir foo
4729                  * 2) create snapshot under dir foo
4730                  * 3) delete the snapshot
4731                  * 4) rmdir foo
4732                  * 5) mkdir foo
4733                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4734                  */
4735                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4736                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4737         }
4738 out:
4739         btrfs_end_transaction(trans);
4740         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4741
4742         return err;
4743 }
4744
4745 /*
4746  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4747  * @inode - inode that we're zeroing
4748  * @from - the offset to start zeroing
4749  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4750  *      offset
4751  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4752  *
4753  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4754  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4755  */
4756 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4757                          int front)
4758 {
4759         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4760         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4761         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4762         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4763         struct extent_state *cached_state = NULL;
4764         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4765         bool only_release_metadata = false;
4766         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4767         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4768         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4769         struct page *page;
4770         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4771         size_t write_bytes = blocksize;
4772         int ret = 0;
4773         u64 block_start;
4774         u64 block_end;
4775
4776         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4777             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4778                 goto out;
4779
4780         block_start = round_down(from, blocksize);
4781         block_end = block_start + blocksize - 1;
4782
4783         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4784                                           blocksize);
4785         if (ret < 0) {
4786                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes) > 0) {
4787                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4788                         only_release_metadata = true;
4789                 } else {
4790                         goto out;
4791                 }
4792         }
4793         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4794         if (ret < 0) {
4795                 if (!only_release_metadata)
4796                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4797                                                        block_start, blocksize);
4798                 goto out;
4799         }
4800 again:
4801         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4802         if (!page) {
4803                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4804                                              blocksize, true);
4805                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4806                 ret = -ENOMEM;
4807                 goto out;
4808         }
4809         ret = set_page_extent_mapped(page);
4810         if (ret < 0)
4811                 goto out_unlock;
4812
4813         if (!PageUptodate(page)) {
4814                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4815                 lock_page(page);
4816                 if (page->mapping != mapping) {
4817                         unlock_page(page);
4818                         put_page(page);
4819                         goto again;
4820                 }
4821                 if (!PageUptodate(page)) {
4822                         ret = -EIO;
4823                         goto out_unlock;
4824                 }
4825         }
4826         wait_on_page_writeback(page);
4827
4828         lock_extent_bits(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4829
4830         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4831         if (ordered) {
4832                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4833                                      &cached_state);
4834                 unlock_page(page);
4835                 put_page(page);
4836                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
4837                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4838                 goto again;
4839         }
4840
4841         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4842                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4843                          0, 0, &cached_state);
4844
4845         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4846                                         &cached_state);
4847         if (ret) {
4848                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4849                                      &cached_state);
4850                 goto out_unlock;
4851         }
4852
4853         if (offset != blocksize) {
4854                 if (!len)
4855                         len = blocksize - offset;
4856                 if (front)
4857                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4858                                      offset);
4859                 else
4860                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4861                                      len);
4862                 flush_dcache_page(page);
4863         }
4864         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4865                                  block_end + 1 - block_start);
4866         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4867         unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4868
4869         if (only_release_metadata)
4870                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4871                                EXTENT_NORESERVE, 0, NULL, NULL, GFP_NOFS, NULL);
4872
4873 out_unlock:
4874         if (ret) {
4875                 if (only_release_metadata)
4876                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4877                 else
4878                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4879                                         block_start, blocksize, true);
4880         }
4881         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4882         unlock_page(page);
4883         put_page(page);
4884 out:
4885         if (only_release_metadata)
4886                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4887         extent_changeset_free(data_reserved);
4888         return ret;
4889 }
4890
4891 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4892                              u64 offset, u64 len)
4893 {
4894         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4895         struct btrfs_trans_handle *trans;
4896         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4897         int ret;
4898
4899         /*
4900          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4901          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4902          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4903          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4904          */
4905         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4906                 return 0;
4907
4908         /*
4909          * 1 - for the one we're dropping
4910          * 1 - for the one we're adding
4911          * 1 - for updating the inode.
4912          */
4913         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4914         if (IS_ERR(trans))
4915                 return PTR_ERR(trans);
4916
4917         drop_args.start = offset;
4918         drop_args.end = offset + len;
4919         drop_args.drop_cache = true;
4920
4921         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4922         if (ret) {
4923                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4924                 btrfs_end_transaction(trans);
4925                 return ret;
4926         }
4927
4928         ret = btrfs_insert_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
4929                         offset, 0, 0, len, 0, len, 0, 0, 0);
4930         if (ret) {
4931                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4932         } else {
4933                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4934                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4935         }
4936         btrfs_end_transaction(trans);
4937         return ret;
4938 }
4939
4940 /*
4941  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4942  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4943  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4944  * the range between oldsize and size
4945  */
4946 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4947 {
4948         struct btrfs_root *root = inode->root;
4949         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4950         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4951         struct extent_map *em = NULL;
4952         struct extent_state *cached_state = NULL;
4953         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
4954         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4955         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4956         u64 last_byte;
4957         u64 cur_offset;
4958         u64 hole_size;
4959         int err = 0;
4960
4961         /*
4962          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4963          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4964          * expose stale data.
4965          */
4966         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4967         if (err)
4968                 return err;
4969
4970         if (size <= hole_start)
4971                 return 0;
4972
4973         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4974                                            &cached_state);
4975         cur_offset = hole_start;
4976         while (1) {
4977                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4978                                       block_end - cur_offset);
4979                 if (IS_ERR(em)) {
4980                         err = PTR_ERR(em);
4981                         em = NULL;
4982                         break;
4983                 }
4984                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4985                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4986                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4987
4988                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4989                         struct extent_map *hole_em;
4990
4991                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4992                                                 hole_size);
4993                         if (err)
4994                                 break;
4995
4996                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4997                                                         cur_offset, hole_size);
4998                         if (err)
4999                                 break;
5000
5001                         btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5002                                                 cur_offset + hole_size - 1, 0);
5003                         hole_em = alloc_extent_map();
5004                         if (!hole_em) {
5005                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
5006                                 goto next;
5007                         }
5008                         hole_em->start = cur_offset;
5009                         hole_em->len = hole_size;
5010                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5011
5012                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5013                         hole_em->block_len = 0;
5014                         hole_em->orig_block_len = 0;
5015                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5016                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5017                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5018
5019                         while (1) {
5020                                 write_lock(&em_tree->lock);
5021                                 err = add_extent_mapping(em_tree, hole_em, 1);
5022                                 write_unlock(&em_tree->lock);
5023                                 if (err != -EEXIST)
5024                                         break;
5025                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5026                                                         cur_offset +
5027                                                         hole_size - 1, 0);
5028                         }
5029                         free_extent_map(hole_em);
5030                 } else {
5031                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5032                                                         cur_offset, hole_size);
5033                         if (err)
5034                                 break;
5035                 }
5036 next:
5037                 free_extent_map(em);
5038                 em = NULL;
5039                 cur_offset = last_byte;
5040                 if (cur_offset >= block_end)
5041                         break;
5042         }
5043         free_extent_map(em);
5044         unlock_extent_cached(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5045         return err;
5046 }
5047
5048 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5049 {
5050         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5051         struct btrfs_trans_handle *trans;
5052         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5053         loff_t newsize = attr->ia_size;
5054         int mask = attr->ia_valid;
5055         int ret;
5056
5057         /*
5058          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5059          * special case where we need to update the times despite not having
5060          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5061          * explicitly if it wants a timestamp update.
5062          */
5063         if (newsize != oldsize) {
5064                 inode_inc_iversion(inode);
5065                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME)))
5066                         inode->i_ctime = inode->i_mtime =
5067                                 current_time(inode);
5068         }
5069
5070         if (newsize > oldsize) {
5071                 /*
5072                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5073                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5074                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5075                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5076                  * this truncation.
5077                  */
5078                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5079                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5080                 if (ret) {
5081                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5082                         return ret;
5083                 }
5084
5085                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5086                 if (IS_ERR(trans)) {
5087                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5088                         return PTR_ERR(trans);
5089                 }
5090
5091                 i_size_write(inode, newsize);
5092                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5093                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5094                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5095                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5096                 btrfs_end_transaction(trans);
5097         } else {
5098                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5099
5100                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5101                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5102                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5103                                         (u64)-1);
5104                         if (ret)
5105                                 return ret;
5106                 }
5107
5108                 /*
5109                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5110                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5111                  * on close.
5112                  */
5113                 if (newsize == 0)
5114                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5115                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5116
5117                 truncate_setsize(inode, newsize);
5118
5119                 inode_dio_wait(inode);
5120
5121                 ret = btrfs_truncate(inode, newsize == oldsize);
5122                 if (ret && inode->i_nlink) {
5123                         int err;
5124
5125                         /*
5126                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5127                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5128                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5129                          * in-memory size to match.
5130                          */
5131                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5132                         if (err)
5133                                 return err;
5134                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5135                 }
5136         }
5137
5138         return ret;
5139 }
5140
5141 static int btrfs_setattr(struct user_namespace *mnt_userns, struct dentry *dentry,
5142                          struct iattr *attr)
5143 {
5144         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5145         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5146         int err;
5147
5148         if (btrfs_root_readonly(root))
5149                 return -EROFS;
5150
5151         err = setattr_prepare(mnt_userns, dentry, attr);
5152         if (err)
5153                 return err;
5154
5155         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5156                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5157                 if (err)
5158                         return err;
5159         }
5160
5161         if (attr->ia_valid) {
5162                 setattr_copy(mnt_userns, inode, attr);
5163                 inode_inc_iversion(inode);
5164                 err = btrfs_dirty_inode(inode);
5165
5166                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5167                         err = posix_acl_chmod(mnt_userns, inode, inode->i_mode);
5168         }
5169
5170         return err;
5171 }
5172
5173 /*
5174  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5175  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5176  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5177  * huge amount of calls to lock_extent_bits() and clear_extent_bit(),
5178  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5179  * wasting lots of time.
5180  *
5181  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5182  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5183  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5184  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5185  */
5186 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5187 {
5188         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5189         struct extent_map_tree *map_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
5190         struct rb_node *node;
5191
5192         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5193         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5194
5195         write_lock(&map_tree->lock);
5196         while (!RB_EMPTY_ROOT(&map_tree->map.rb_root)) {
5197                 struct extent_map *em;
5198
5199                 node = rb_first_cached(&map_tree->map);
5200                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
5201                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
5202                 clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags);
5203                 remove_extent_mapping(map_tree, em);
5204                 free_extent_map(em);
5205                 if (need_resched()) {
5206                         write_unlock(&map_tree->lock);
5207                         cond_resched();
5208                         write_lock(&map_tree->lock);
5209                 }
5210         }
5211         write_unlock(&map_tree->lock);
5212
5213         /*
5214          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5215          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5216          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5217          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5218          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5219          * ranges can still be locked and eviction started because before
5220          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5221          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5222          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5223          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5224          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5225          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5226          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5227          * use-after-free issue.
5228          */
5229         spin_lock(&io_tree->lock);
5230         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5231                 struct extent_state *state;
5232                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5233                 u64 start;
5234                 u64 end;
5235                 unsigned state_flags;
5236
5237                 node = rb_first(&io_tree->state);
5238                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5239                 start = state->start;
5240                 end = state->end;
5241                 state_flags = state->state;
5242                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5243
5244                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
5245
5246                 /*
5247                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5248                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5249                  * So we need to free its reserved space here.
5250                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5251                  *
5252                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5253                  */
5254                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5255                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5256                                                end - start + 1);
5257
5258                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5259                                  EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
5260                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1, 1,
5261                                  &cached_state);
5262
5263                 cond_resched();
5264                 spin_lock(&io_tree->lock);
5265         }
5266         spin_unlock(&io_tree->lock);
5267 }
5268
5269 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5270                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5271 {
5272         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5273         struct btrfs_trans_handle *trans;
5274         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5275         int ret;
5276
5277         /*
5278          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5279          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5280          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5281          *
5282          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5283          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5284          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5285          * delayed refs activity by truncating.
5286          *
5287          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5288          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5289          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5290          */
5291         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5292                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5293         if (ret) {
5294                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5295                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5296                 if (ret) {
5297                         btrfs_warn(fs_info,
5298                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5299                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5300                 }
5301                 delayed_refs_extra = 0;
5302         }
5303
5304         trans = btrfs_join_transaction(root);
5305         if (IS_ERR(trans))
5306                 return trans;
5307
5308         if (delayed_refs_extra) {
5309                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5310                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5311                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5312                                         delayed_refs_extra, 1);
5313         }
5314         return trans;
5315 }
5316
5317 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5318 {
5319         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5320         struct btrfs_trans_handle *trans;
5321         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5322         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5323         int ret;
5324
5325         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5326
5327         if (!root) {
5328                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5329                 clear_inode(inode);
5330                 return;
5331         }
5332
5333         evict_inode_truncate_pages(inode);
5334
5335         if (inode->i_nlink &&
5336             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5337               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5338              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5339                 goto no_delete;
5340
5341         if (is_bad_inode(inode))
5342                 goto no_delete;
5343
5344         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5345
5346         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5347                 goto no_delete;
5348
5349         if (inode->i_nlink > 0) {
5350                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5351                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5352                 goto no_delete;
5353         }
5354
5355         /*
5356          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5357          * the inode update is released.
5358          */
5359         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5360         if (ret)
5361                 goto no_delete;
5362
5363         /*
5364          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5365          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5366          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5367          * the truncate.
5368          */
5369         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5370
5371         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5372         if (!rsv)
5373                 goto no_delete;
5374         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5375         rsv->failfast = 1;
5376
5377         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5378
5379         while (1) {
5380                 struct btrfs_truncate_control control = {
5381                         .inode = BTRFS_I(inode),
5382                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5383                         .new_size = 0,
5384                         .min_type = 0,
5385                 };
5386
5387                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5388                 if (IS_ERR(trans))
5389                         goto free_rsv;
5390
5391                 trans->block_rsv = rsv;
5392
5393                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5394                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5395                 btrfs_end_transaction(trans);
5396                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5397                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5398                         goto free_rsv;
5399                 else if (!ret)
5400                         break;
5401         }
5402
5403         /*
5404          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5405          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5406          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5407          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5408          *
5409          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5410          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5411          */
5412         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5413         if (!IS_ERR(trans)) {
5414                 trans->block_rsv = rsv;
5415                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5416                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5417                 btrfs_end_transaction(trans);
5418         }
5419
5420 free_rsv:
5421         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5422 no_delete:
5423         /*
5424          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5425          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5426          * to retry these periodically in the future.
5427          */
5428         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5429         fsverity_cleanup_inode(inode);
5430         clear_inode(inode);
5431 }
5432
5433 /*
5434  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5435  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5436  *
5437  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5438  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5439  */
5440 static int btrfs_inode_by_name(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5441                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5442 {
5443         const char *name = dentry->d_name.name;
5444         int namelen = dentry->d_name.len;
5445         struct btrfs_dir_item *di;
5446         struct btrfs_path *path;
5447         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5448         int ret = 0;
5449
5450         path = btrfs_alloc_path();
5451         if (!path)
5452                 return -ENOMEM;
5453
5454         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5455                         name, namelen, 0);
5456         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5457                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5458                 goto out;
5459         }
5460
5461         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5462         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5463             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5464                 ret = -EUCLEAN;
5465                 btrfs_warn(root->fs_info,
5466 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5467                            __func__, name, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5468                            location->objectid, location->type, location->offset);
5469         }
5470         if (!ret)
5471                 *type = btrfs_dir_type(path->nodes[0], di);
5472 out:
5473         btrfs_free_path(path);
5474         return ret;
5475 }
5476
5477 /*
5478  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5479  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5480  * is kind of like crossing a mount point.
5481  */
5482 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5483                                     struct inode *dir,
5484                                     struct dentry *dentry,
5485                                     struct btrfs_key *location,
5486                                     struct btrfs_root **sub_root)
5487 {
5488         struct btrfs_path *path;
5489         struct btrfs_root *new_root;
5490         struct btrfs_root_ref *ref;
5491         struct extent_buffer *leaf;
5492         struct btrfs_key key;
5493         int ret;
5494         int err = 0;
5495
5496         path = btrfs_alloc_path();
5497         if (!path) {
5498                 err = -ENOMEM;
5499                 goto out;
5500         }
5501
5502         err = -ENOENT;
5503         key.objectid = BTRFS_I(dir)->root->root_key.objectid;
5504         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5505         key.offset = location->objectid;
5506
5507         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5508         if (ret) {
5509                 if (ret < 0)
5510                         err = ret;
5511                 goto out;
5512         }
5513
5514         leaf = path->nodes[0];
5515         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5516         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(BTRFS_I(dir)) ||
5517             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != dentry->d_name.len)
5518                 goto out;
5519
5520         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, dentry->d_name.name,
5521                                    (unsigned long)(ref + 1),
5522                                    dentry->d_name.len);
5523         if (ret)
5524                 goto out;
5525
5526         btrfs_release_path(path);
5527
5528         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5529         if (IS_ERR(new_root)) {
5530                 err = PTR_ERR(new_root);
5531                 goto out;
5532         }
5533
5534         *sub_root = new_root;
5535         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5536         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5537         location->offset = 0;
5538         err = 0;
5539 out:
5540         btrfs_free_path(path);
5541         return err;
5542 }
5543
5544 static void inode_tree_add(struct inode *inode)
5545 {
5546         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5547         struct btrfs_inode *entry;
5548         struct rb_node **p;
5549         struct rb_node *parent;
5550         struct rb_node *new = &BTRFS_I(inode)->rb_node;
5551         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5552
5553         if (inode_unhashed(inode))
5554                 return;
5555         parent = NULL;
5556         spin_lock(&root->inode_lock);
5557         p = &root->inode_tree.rb_node;
5558         while (*p) {
5559                 parent = *p;
5560                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5561
5562                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5563                         p = &parent->rb_left;
5564                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5565                         p = &parent->rb_right;
5566                 else {
5567                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5568                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5569                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5570                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5571                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5572                         return;
5573                 }
5574         }
5575         rb_link_node(new, parent, p);
5576         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5577         spin_unlock(&root->inode_lock);
5578 }
5579
5580 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5581 {
5582         struct btrfs_root *root = inode->root;
5583         int empty = 0;
5584
5585         spin_lock(&root->inode_lock);
5586         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5587                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5588                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5589                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5590         }
5591         spin_unlock(&root->inode_lock);
5592
5593         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5594                 spin_lock(&root->inode_lock);
5595                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5596                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5597                 if (empty)
5598                         btrfs_add_dead_root(root);
5599         }
5600 }
5601
5602
5603 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5604 {
5605         struct btrfs_iget_args *args = p;
5606
5607         inode->i_ino = args->ino;
5608         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5609         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5610         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5611         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5612         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5613         return 0;
5614 }
5615
5616 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5617 {
5618         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5619
5620         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5621                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5622 }
5623
5624 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5625                                        struct btrfs_root *root)
5626 {
5627         struct inode *inode;
5628         struct btrfs_iget_args args;
5629         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5630
5631         args.ino = ino;
5632         args.root = root;
5633
5634         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5635                              btrfs_init_locked_inode,
5636                              (void *)&args);
5637         return inode;
5638 }
5639
5640 /*
5641  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5642  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5643  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5644  * later.
5645  */
5646 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5647                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5648 {
5649         struct inode *inode;
5650
5651         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5652         if (!inode)
5653                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5654
5655         if (inode->i_state & I_NEW) {
5656                 int ret;
5657
5658                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5659                 if (!ret) {
5660                         inode_tree_add(inode);
5661                         unlock_new_inode(inode);
5662                 } else {
5663                         iget_failed(inode);
5664                         /*
5665                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5666                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5667                          * was not found.
5668                          */
5669                         if (ret > 0)
5670                                 ret = -ENOENT;
5671                         inode = ERR_PTR(ret);
5672                 }
5673         }
5674
5675         return inode;
5676 }
5677
5678 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5679 {
5680         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5681 }
5682
5683 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5684                                     struct btrfs_key *key,
5685                                     struct btrfs_root *root)
5686 {
5687         struct inode *inode = new_inode(s);
5688
5689         if (!inode)
5690                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5691
5692         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5693         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5694         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5695
5696         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5697         /*
5698          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5699          * associated with the dentry
5700          */
5701         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5702         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5703         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5704         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5705         inode->i_mtime = current_time(inode);
5706         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5707         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5708         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5709
5710         return inode;
5711 }
5712
5713 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5714 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5715 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5716 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5717 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5718 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5719 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5720 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5721
5722 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5723 {
5724         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5725 }
5726
5727 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5728 {
5729         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5730         struct inode *inode;
5731         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5732         struct btrfs_root *sub_root = root;
5733         struct btrfs_key location;
5734         u8 di_type = 0;
5735         int ret = 0;
5736
5737         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5738                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5739
5740         ret = btrfs_inode_by_name(dir, dentry, &location, &di_type);
5741         if (ret < 0)
5742                 return ERR_PTR(ret);
5743
5744         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5745                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5746                 if (IS_ERR(inode))
5747                         return inode;
5748
5749                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5750                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5751                         btrfs_crit(fs_info,
5752 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5753                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5754                                   di_type);
5755                         iput(inode);
5756                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5757                 }
5758                 return inode;
5759         }
5760
5761         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, dir, dentry,
5762                                        &location, &sub_root);
5763         if (ret < 0) {
5764                 if (ret != -ENOENT)
5765                         inode = ERR_PTR(ret);
5766                 else
5767                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, sub_root);
5768         } else {
5769                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5770         }
5771         if (root != sub_root)
5772                 btrfs_put_root(sub_root);
5773
5774         if (!IS_ERR(inode) && root != sub_root) {
5775                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5776                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5777                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5778                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5779                 if (ret) {
5780                         iput(inode);
5781                         inode = ERR_PTR(ret);
5782                 }
5783         }
5784
5785         return inode;
5786 }
5787
5788 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5789 {
5790         struct btrfs_root *root;
5791         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5792
5793         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5794                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5795
5796         if (inode) {
5797                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5798                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5799                         return 1;
5800
5801                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5802                         return 1;
5803         }
5804         return 0;
5805 }
5806
5807 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5808                                    unsigned int flags)
5809 {
5810         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5811
5812         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5813                 inode = NULL;
5814         return d_splice_alias(inode, dentry);
5815 }
5816
5817 /*
5818  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5819  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5820  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5821  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5822  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5823  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5824  * tree lock.
5825  */
5826 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5827 {
5828         struct btrfs_file_private *private;
5829
5830         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5831         if (!private)
5832                 return -ENOMEM;
5833         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5834         if (!private->filldir_buf) {
5835                 kfree(private);
5836                 return -ENOMEM;
5837         }
5838         file->private_data = private;
5839         return 0;
5840 }
5841
5842 struct dir_entry {
5843         u64 ino;
5844         u64 offset;
5845         unsigned type;
5846         int name_len;
5847 };
5848
5849 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5850 {
5851         while (entries--) {
5852                 struct dir_entry *entry = addr;
5853                 char *name = (char *)(entry + 1);
5854
5855                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5856                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5857                                          get_unaligned(&entry->ino),
5858                                          get_unaligned(&entry->type)))
5859                         return 1;
5860                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5861                         get_unaligned(&entry->name_len);
5862                 ctx->pos++;
5863         }
5864         return 0;
5865 }
5866
5867 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5868 {
5869         struct inode *inode = file_inode(file);
5870         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5871         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5872         struct btrfs_dir_item *di;
5873         struct btrfs_key key;
5874         struct btrfs_key found_key;
5875         struct btrfs_path *path;
5876         void *addr;
5877         struct list_head ins_list;
5878         struct list_head del_list;
5879         int ret;
5880         char *name_ptr;
5881         int name_len;
5882         int entries = 0;
5883         int total_len = 0;
5884         bool put = false;
5885         struct btrfs_key location;
5886
5887         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5888                 return 0;
5889
5890         path = btrfs_alloc_path();
5891         if (!path)
5892                 return -ENOMEM;
5893
5894         addr = private->filldir_buf;
5895         path->reada = READA_FORWARD;
5896
5897         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5898         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5899         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5900
5901 again:
5902         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5903         key.offset = ctx->pos;
5904         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5905
5906         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5907                 struct dir_entry *entry;
5908                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5909
5910                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5911                         break;
5912                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5913                         break;
5914                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5915                         continue;
5916                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5917                         continue;
5918                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5919                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5920                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5921                     PAGE_SIZE) {
5922                         btrfs_release_path(path);
5923                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5924                         if (ret)
5925                                 goto nopos;
5926                         addr = private->filldir_buf;
5927                         entries = 0;
5928                         total_len = 0;
5929                         goto again;
5930                 }
5931
5932                 entry = addr;
5933                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5934                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5935                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr, (unsigned long)(di + 1),
5936                                    name_len);
5937                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(btrfs_dir_type(leaf, di)),
5938                                 &entry->type);
5939                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5940                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5941                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5942                 entries++;
5943                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5944                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5945         }
5946         /* Catch error encountered during iteration */
5947         if (ret < 0)
5948                 goto err;
5949
5950         btrfs_release_path(path);
5951
5952         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5953         if (ret)
5954                 goto nopos;
5955
5956         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5957         if (ret)
5958                 goto nopos;
5959
5960         /*
5961          * Stop new entries from being returned after we return the last
5962          * entry.
5963          *
5964          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5965          * offset.  This means that new entries created during readdir
5966          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5967          * This has broken buggy programs which operate on names as
5968          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5969          * we have this hack to stop new entries from being returned
5970          * under the assumption that they'll never reach this huge
5971          * offset.
5972          *
5973          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5974          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5975          * in the past.
5976          */
5977         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5978                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5979         else
5980                 ctx->pos = INT_MAX;
5981 nopos:
5982         ret = 0;
5983 err:
5984         if (put)
5985                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5986         btrfs_free_path(path);
5987         return ret;
5988 }
5989
5990 /*
5991  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5992  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5993  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5994  * to keep or drop this code.
5995  */
5996 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode)
5997 {
5998         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5999         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6000         struct btrfs_trans_handle *trans;
6001         int ret;
6002
6003         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
6004                 return 0;
6005
6006         trans = btrfs_join_transaction(root);
6007         if (IS_ERR(trans))
6008                 return PTR_ERR(trans);
6009
6010         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6011         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6012                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6013                 btrfs_end_transaction(trans);
6014                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6015                 if (IS_ERR(trans))
6016                         return PTR_ERR(trans);
6017
6018                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6019         }
6020         btrfs_end_transaction(trans);
6021         if (BTRFS_I(inode)->delayed_node)
6022                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6023
6024         return ret;
6025 }
6026
6027 /*
6028  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6029  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6030  */
6031 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6032                              int flags)
6033 {
6034         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6035         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6036
6037         if (btrfs_root_readonly(root))
6038                 return -EROFS;
6039
6040         if (flags & S_VERSION)
6041                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6042         if (flags & S_CTIME)
6043                 inode->i_ctime = *now;
6044         if (flags & S_MTIME)
6045                 inode->i_mtime = *now;
6046         if (flags & S_ATIME)
6047                 inode->i_atime = *now;
6048         return dirty ? btrfs_dirty_inode(inode) : 0;
6049 }
6050
6051 /*
6052  * find the highest existing sequence number in a directory
6053  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6054  * free sequence numbers
6055  */
6056 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6057 {
6058         struct btrfs_root *root = inode->root;
6059         struct btrfs_key key, found_key;
6060         struct btrfs_path *path;
6061         struct extent_buffer *leaf;
6062         int ret;
6063
6064         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6065         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6066         key.offset = (u64)-1;
6067
6068         path = btrfs_alloc_path();
6069         if (!path)
6070                 return -ENOMEM;
6071
6072         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6073         if (ret < 0)
6074                 goto out;
6075         /* FIXME: we should be able to handle this */
6076         if (ret == 0)
6077                 goto out;
6078         ret = 0;
6079
6080         if (path->slots[0] == 0) {
6081                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6082                 goto out;
6083         }
6084
6085         path->slots[0]--;
6086
6087         leaf = path->nodes[0];
6088         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6089
6090         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6091             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6092                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6093                 goto out;
6094         }
6095
6096         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6097 out:
6098         btrfs_free_path(path);
6099         return ret;
6100 }
6101
6102 /*
6103  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6104  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6105  */
6106 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6107 {
6108         int ret = 0;
6109
6110         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6111                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6112                 if (ret) {
6113                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6114                         if (ret)
6115                                 return ret;
6116                 }
6117         }
6118
6119         *index = dir->index_cnt;
6120         dir->index_cnt++;
6121
6122         return ret;
6123 }
6124
6125 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6126 {
6127         struct btrfs_iget_args args;
6128
6129         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6130         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6131
6132         return insert_inode_locked4(inode,
6133                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6134                    btrfs_find_actor, &args);
6135 }
6136
6137 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6138                             unsigned int *trans_num_items)
6139 {
6140         struct inode *dir = args->dir;
6141         struct inode *inode = args->inode;
6142         int ret;
6143
6144         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6145         if (ret)
6146                 return ret;
6147
6148         /* 1 to add inode item */
6149         *trans_num_items = 1;
6150         /* 1 to add compression property */
6151         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6152                 (*trans_num_items)++;
6153         /* 1 to add default ACL xattr */
6154         if (args->default_acl)
6155                 (*trans_num_items)++;
6156         /* 1 to add access ACL xattr */
6157         if (args->acl)
6158                 (*trans_num_items)++;
6159 #ifdef CONFIG_SECURITY
6160         /* 1 to add LSM xattr */
6161         if (dir->i_security)
6162                 (*trans_num_items)++;
6163 #endif
6164         if (args->orphan) {
6165                 /* 1 to add orphan item */
6166                 (*trans_num_items)++;
6167         } else {
6168                 /*
6169                  * 1 to add dir item
6170                  * 1 to add dir index
6171                  * 1 to update parent inode item
6172                  *
6173                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6174                  * inserted in a batch together with the inode item at
6175                  * btrfs_create_new_inode().
6176                  */
6177                 *trans_num_items += 3;
6178         }
6179         return 0;
6180 }
6181
6182 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6183 {
6184         posix_acl_release(args->acl);
6185         posix_acl_release(args->default_acl);
6186 }
6187
6188 /*
6189  * Inherit flags from the parent inode.
6190  *
6191  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6192  */
6193 static void btrfs_inherit_iflags(struct inode *inode, struct inode *dir)
6194 {
6195         unsigned int flags;
6196
6197         flags = BTRFS_I(dir)->flags;
6198
6199         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6200                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6201                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6202         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6203                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6204                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6205         }
6206
6207         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6208                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6209                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
6210                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6211         }
6212
6213         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
6214 }
6215
6216 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6217                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6218 {
6219         struct inode *dir = args->dir;
6220         struct inode *inode = args->inode;
6221         const char *name = args->orphan ? NULL : args->dentry->d_name.name;
6222         int name_len = args->orphan ? 0 : args->dentry->d_name.len;
6223         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6224         struct btrfs_root *root;
6225         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6226         struct btrfs_key *location;
6227         struct btrfs_path *path;
6228         u64 objectid;
6229         struct btrfs_inode_ref *ref;
6230         struct btrfs_key key[2];
6231         u32 sizes[2];
6232         struct btrfs_item_batch batch;
6233         unsigned long ptr;
6234         int ret;
6235
6236         path = btrfs_alloc_path();
6237         if (!path)
6238                 return -ENOMEM;
6239
6240         if (!args->subvol)
6241                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6242         root = BTRFS_I(inode)->root;
6243
6244         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6245         if (ret)
6246                 goto out;
6247         inode->i_ino = objectid;
6248
6249         if (args->orphan) {
6250                 /*
6251                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6252                  * fill in an inode item with the correct link count.
6253                  */
6254                 set_nlink(inode, 0);
6255         } else {
6256                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6257
6258                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6259                 if (ret)
6260                         goto out;
6261         }
6262         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6263         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6264         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6265         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6266
6267         /*
6268          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6269          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6270          * change it now without compatibility issues.
6271          */
6272         if (!args->subvol)
6273                 btrfs_inherit_iflags(inode, dir);
6274
6275         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6276                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6277                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6278                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6279                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6280                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6281         }
6282
6283         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6284         location->objectid = objectid;
6285         location->offset = 0;
6286         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6287
6288         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6289         if (ret < 0) {
6290                 if (!args->orphan)
6291                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6292                 goto out;
6293         }
6294
6295         /*
6296          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6297          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6298          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6299          * old info in the log.
6300          */
6301         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6302
6303         key[0].objectid = objectid;
6304         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6305         key[0].offset = 0;
6306
6307         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6308
6309         if (!args->orphan) {
6310                 /*
6311                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6312                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6313                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6314                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6315                  */
6316                 key[1].objectid = objectid;
6317                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6318                 if (args->subvol) {
6319                         key[1].offset = objectid;
6320                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6321                 } else {
6322                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6323                         sizes[1] = name_len + sizeof(*ref);
6324                 }
6325         }
6326
6327         batch.keys = &key[0];
6328         batch.data_sizes = &sizes[0];
6329         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6330         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6331         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6332         if (ret != 0) {
6333                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6334                 goto discard;
6335         }
6336
6337         inode->i_mtime = current_time(inode);
6338         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6339         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6340         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6341
6342         /*
6343          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6344          * must be fully initialized.
6345          */
6346
6347         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6348                                   struct btrfs_inode_item);
6349         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6350                              sizeof(*inode_item));
6351         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6352
6353         if (!args->orphan) {
6354                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6355                                      struct btrfs_inode_ref);
6356                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6357                 if (args->subvol) {
6358                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6359                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6360                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6361                 } else {
6362                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, name_len);
6363                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6364                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6365                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name, ptr, name_len);
6366                 }
6367         }
6368
6369         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6370         btrfs_release_path(path);
6371
6372         if (args->subvol) {
6373                 struct inode *parent;
6374
6375                 /*
6376                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6377                  * not the directory they were created in.
6378                  */
6379                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6380                                     BTRFS_I(dir)->root);
6381                 if (IS_ERR(parent)) {
6382                         ret = PTR_ERR(parent);
6383                 } else {
6384                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6385                         iput(parent);
6386                 }
6387         } else {
6388                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6389         }
6390         if (ret) {
6391                 btrfs_err(fs_info,
6392                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6393                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6394                           ret);
6395         }
6396
6397         /*
6398          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6399          * probably a bug.
6400          */
6401         if (!args->subvol) {
6402                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6403                 if (ret) {
6404                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6405                         goto discard;
6406                 }
6407         }
6408
6409         inode_tree_add(inode);
6410
6411         trace_btrfs_inode_new(inode);
6412         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6413
6414         btrfs_update_root_times(trans, root);
6415
6416         if (args->orphan) {
6417                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6418         } else {
6419                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6420                                      name_len, 0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6421         }
6422         if (ret) {
6423                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6424                 goto discard;
6425         }
6426
6427         ret = 0;
6428         goto out;
6429
6430 discard:
6431         /*
6432          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6433          * to the inode.
6434          */
6435         ihold(inode);
6436         discard_new_inode(inode);
6437 out:
6438         btrfs_free_path(path);
6439         return ret;
6440 }
6441
6442 /*
6443  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6444  * a give name and a given sequence number.
6445  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6446  * inode to the parent directory.
6447  */
6448 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6449                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6450                    const char *name, int name_len, int add_backref, u64 index)
6451 {
6452         int ret = 0;
6453         struct btrfs_key key;
6454         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6455         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6456         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6457
6458         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6459                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6460         } else {
6461                 key.objectid = ino;
6462                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6463                 key.offset = 0;
6464         }
6465
6466         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6467                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6468                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6469                                          index, name, name_len);
6470         } else if (add_backref) {
6471                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
6472                                              parent_ino, index);
6473         }
6474
6475         /* Nothing to clean up yet */
6476         if (ret)
6477                 return ret;
6478
6479         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, name_len, parent_inode, &key,
6480                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6481         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6482                 goto fail_dir_item;
6483         else if (ret) {
6484                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6485                 return ret;
6486         }
6487
6488         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6489                            name_len * 2);
6490         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6491         /*
6492          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6493          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6494          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6495          * values (the ones it had when the fsync was done).
6496          */
6497         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6498                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6499
6500                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6501                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6502         }
6503         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6504         if (ret)
6505                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6506         return ret;
6507
6508 fail_dir_item:
6509         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6510                 u64 local_index;
6511                 int err;
6512                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6513                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6514                                          &local_index, name, name_len);
6515                 if (err)
6516                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6517         } else if (add_backref) {
6518                 u64 local_index;
6519                 int err;
6520
6521                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len,
6522                                           ino, parent_ino, &local_index);
6523                 if (err)
6524                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6525         }
6526
6527         /* Return the original error code */
6528         return ret;
6529 }
6530
6531 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6532                                struct inode *inode)
6533 {
6534         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6535         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6536         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6537                 .dir = dir,
6538                 .dentry = dentry,
6539                 .inode = inode,
6540         };
6541         unsigned int trans_num_items;
6542         struct btrfs_trans_handle *trans;
6543         int err;
6544
6545         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6546         if (err)
6547                 goto out_inode;
6548
6549         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6550         if (IS_ERR(trans)) {
6551                 err = PTR_ERR(trans);
6552                 goto out_new_inode_args;
6553         }
6554
6555         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6556         if (!err)
6557                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6558
6559         btrfs_end_transaction(trans);
6560         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6561 out_new_inode_args:
6562         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6563 out_inode:
6564         if (err)
6565                 iput(inode);
6566         return err;
6567 }
6568
6569 static int btrfs_mknod(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6570                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6571 {
6572         struct inode *inode;
6573
6574         inode = new_inode(dir->i_sb);
6575         if (!inode)
6576                 return -ENOMEM;
6577         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6578         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6579         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6580         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6581 }
6582
6583 static int btrfs_create(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6584                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6585 {
6586         struct inode *inode;
6587
6588         inode = new_inode(dir->i_sb);
6589         if (!inode)
6590                 return -ENOMEM;
6591         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6592         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6593         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6594         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6595         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6596 }
6597
6598 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6599                       struct dentry *dentry)
6600 {
6601         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6602         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6603         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6604         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6605         u64 index;
6606         int err;
6607         int drop_inode = 0;
6608
6609         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6610         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6611                 return -EXDEV;
6612
6613         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6614                 return -EMLINK;
6615
6616         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6617         if (err)
6618                 goto fail;
6619
6620         /*
6621          * 2 items for inode and inode ref
6622          * 2 items for dir items
6623          * 1 item for parent inode
6624          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6625          */
6626         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6627         if (IS_ERR(trans)) {
6628                 err = PTR_ERR(trans);
6629                 trans = NULL;
6630                 goto fail;
6631         }
6632
6633         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6634         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6635         inc_nlink(inode);
6636         inode_inc_iversion(inode);
6637         inode->i_ctime = current_time(inode);
6638         ihold(inode);
6639         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6640
6641         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6642                              dentry->d_name.name, dentry->d_name.len, 1, index);
6643
6644         if (err) {
6645                 drop_inode = 1;
6646         } else {
6647                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6648
6649                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6650                 if (err)
6651                         goto fail;
6652                 if (inode->i_nlink == 1) {
6653                         /*
6654                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6655                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6656                          */
6657                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6658                         if (err)
6659                                 goto fail;
6660                 }
6661                 d_instantiate(dentry, inode);
6662                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6663         }
6664
6665 fail:
6666         if (trans)
6667                 btrfs_end_transaction(trans);
6668         if (drop_inode) {
6669                 inode_dec_link_count(inode);
6670                 iput(inode);
6671         }
6672         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6673         return err;
6674 }
6675
6676 static int btrfs_mkdir(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6677                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6678 {
6679         struct inode *inode;
6680
6681         inode = new_inode(dir->i_sb);
6682         if (!inode)
6683                 return -ENOMEM;
6684         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6685         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6686         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6687         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6688 }
6689
6690 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6691                                       struct page *page,
6692                                       size_t pg_offset, u64 extent_offset,
6693                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6694 {
6695         int ret;
6696         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6697         char *tmp;
6698         size_t max_size;
6699         unsigned long inline_size;
6700         unsigned long ptr;
6701         int compress_type;
6702
6703         WARN_ON(pg_offset != 0);
6704         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6705         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6706         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6707         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6708         if (!tmp)
6709                 return -ENOMEM;
6710         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6711
6712         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6713
6714         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6715         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page,
6716                                extent_offset, inline_size, max_size);
6717
6718         /*
6719          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6720          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6721          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6722          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6723          * cover that region here.
6724          */
6725
6726         if (max_size + pg_offset < PAGE_SIZE)
6727                 memzero_page(page,  pg_offset + max_size,
6728                              PAGE_SIZE - max_size - pg_offset);
6729         kfree(tmp);
6730         return ret;
6731 }
6732
6733 /**
6734  * btrfs_get_extent - Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6735  * @inode:      file to search in
6736  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6737  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6738  * @start:      file offset
6739  * @len:        length of range starting at @start
6740  *
6741  * This returns the first &struct extent_map which overlaps with the given
6742  * range, reading it from the B-tree and caching it if necessary. Note that
6743  * there may be more extents which overlap the given range after the returned
6744  * extent_map.
6745  *
6746  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6747  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6748  *
6749  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6750  */
6751 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6752                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6753                                     u64 start, u64 len)
6754 {
6755         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6756         int ret = 0;
6757         u64 extent_start = 0;
6758         u64 extent_end = 0;
6759         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6760         int extent_type = -1;
6761         struct btrfs_path *path = NULL;
6762         struct btrfs_root *root = inode->root;
6763         struct btrfs_file_extent_item *item;
6764         struct extent_buffer *leaf;
6765         struct btrfs_key found_key;
6766         struct extent_map *em = NULL;
6767         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6768         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
6769
6770         read_lock(&em_tree->lock);
6771         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6772         read_unlock(&em_tree->lock);
6773
6774         if (em) {
6775                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6776                         free_extent_map(em);
6777                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6778                         free_extent_map(em);
6779                 else
6780                         goto out;
6781         }
6782         em = alloc_extent_map();
6783         if (!em) {
6784                 ret = -ENOMEM;
6785                 goto out;
6786         }
6787         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6788         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6789         em->len = (u64)-1;
6790         em->block_len = (u64)-1;
6791
6792         path = btrfs_alloc_path();
6793         if (!path) {
6794                 ret = -ENOMEM;
6795                 goto out;
6796         }
6797
6798         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6799         path->reada = READA_FORWARD;
6800
6801         /*
6802          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6803          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6804          * point the commit_root has everything we need.
6805          */
6806         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6807                 path->search_commit_root = 1;
6808                 path->skip_locking = 1;
6809         }
6810
6811         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6812         if (ret < 0) {
6813                 goto out;
6814         } else if (ret > 0) {
6815                 if (path->slots[0] == 0)
6816                         goto not_found;
6817                 path->slots[0]--;
6818                 ret = 0;
6819         }
6820
6821         leaf = path->nodes[0];
6822         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6823                               struct btrfs_file_extent_item);
6824         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6825         if (found_key.objectid != objectid ||
6826             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6827                 /*
6828                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6829                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6830                  * say there is a hole for our whole search range which can
6831                  * cause problems.
6832                  */
6833                 extent_end = start;
6834                 goto next;
6835         }
6836
6837         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6838         extent_start = found_key.offset;
6839         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6840         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6841             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6842                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6843                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6844                         ret = -EUCLEAN;
6845                         btrfs_crit(fs_info,
6846                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6847                                    btrfs_ino(inode));
6848                         goto out;
6849                 }
6850                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6851                                                        extent_start);
6852         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6853                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6854                                                       path->slots[0],
6855                                                       extent_start);
6856         }
6857 next:
6858         if (start >= extent_end) {
6859                 path->slots[0]++;
6860                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6861                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6862                         if (ret < 0)
6863                                 goto out;
6864                         else if (ret > 0)
6865                                 goto not_found;
6866
6867                         leaf = path->nodes[0];
6868                 }
6869                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6870                 if (found_key.objectid != objectid ||
6871                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6872                         goto not_found;
6873                 if (start + len <= found_key.offset)
6874                         goto not_found;
6875                 if (start > found_key.offset)
6876                         goto next;
6877
6878                 /* New extent overlaps with existing one */
6879                 em->start = start;
6880                 em->orig_start = start;
6881                 em->len = found_key.offset - start;
6882                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6883                 goto insert;
6884         }
6885
6886         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, !page, em);
6887
6888         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6889             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6890                 goto insert;
6891         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6892                 unsigned long ptr;
6893                 char *map;
6894                 size_t size;
6895                 size_t extent_offset;
6896                 size_t copy_size;
6897
6898                 if (!page)
6899                         goto out;
6900
6901                 size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6902                 extent_offset = page_offset(page) + pg_offset - extent_start;
6903                 copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE - pg_offset,
6904                                   size - extent_offset);
6905                 em->start = extent_start + extent_offset;
6906                 em->len = ALIGN(copy_size, fs_info->sectorsize);
6907                 em->orig_block_len = em->len;
6908                 em->orig_start = em->start;
6909                 ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item) + extent_offset;
6910
6911                 if (!PageUptodate(page)) {
6912                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, item) !=
6913                             BTRFS_COMPRESS_NONE) {
6914                                 ret = uncompress_inline(path, page, pg_offset,
6915                                                         extent_offset, item);
6916                                 if (ret)
6917                                         goto out;
6918                         } else {
6919                                 map = kmap_local_page(page);
6920                                 read_extent_buffer(leaf, map + pg_offset, ptr,
6921                                                    copy_size);
6922                                 if (pg_offset + copy_size < PAGE_SIZE) {
6923                                         memset(map + pg_offset + copy_size, 0,
6924                                                PAGE_SIZE - pg_offset -
6925                                                copy_size);
6926                                 }
6927                                 kunmap_local(map);
6928                         }
6929                         flush_dcache_page(page);
6930                 }
6931                 set_extent_uptodate(io_tree, em->start,
6932                                     extent_map_end(em) - 1, NULL, GFP_NOFS);
6933                 goto insert;
6934         }
6935 not_found:
6936         em->start = start;
6937         em->orig_start = start;
6938         em->len = len;
6939         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6940 insert:
6941         ret = 0;
6942         btrfs_release_path(path);
6943         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6944                 btrfs_err(fs_info,
6945                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6946                           em->start, em->len, start, len);
6947                 ret = -EIO;
6948                 goto out;
6949         }
6950
6951         write_lock(&em_tree->lock);
6952         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6953         write_unlock(&em_tree->lock);
6954 out:
6955         btrfs_free_path(path);
6956
6957         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6958
6959         if (ret) {
6960                 free_extent_map(em);
6961                 return ERR_PTR(ret);
6962         }
6963         return em;
6964 }
6965
6966 struct extent_map *btrfs_get_extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode,
6967                                            u64 start, u64 len)
6968 {
6969         struct extent_map *em;
6970         struct extent_map *hole_em = NULL;
6971         u64 delalloc_start = start;
6972         u64 end;
6973         u64 delalloc_len;
6974         u64 delalloc_end;
6975         int err = 0;
6976
6977         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, len);
6978         if (IS_ERR(em))
6979                 return em;
6980         /*
6981          * If our em maps to:
6982          * - a hole or
6983          * - a pre-alloc extent,
6984          * there might actually be delalloc bytes behind it.
6985          */
6986         if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE &&
6987             !test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
6988                 return em;
6989         else
6990                 hole_em = em;
6991
6992         /* check to see if we've wrapped (len == -1 or similar) */
6993         end = start + len;
6994         if (end < start)
6995                 end = (u64)-1;
6996         else
6997                 end -= 1;
6998
6999         em = NULL;
7000
7001         /* ok, we didn't find anything, lets look for delalloc */
7002         delalloc_len = count_range_bits(&inode->io_tree, &delalloc_start,
7003                                  end, len, EXTENT_DELALLOC, 1);
7004         delalloc_end = delalloc_start + delalloc_len;
7005         if (delalloc_end < delalloc_start)
7006                 delalloc_end = (u64)-1;
7007
7008         /*
7009          * We didn't find anything useful, return the original results from
7010          * get_extent()
7011          */
7012         if (delalloc_start > end || delalloc_end <= start) {
7013                 em = hole_em;
7014                 hole_em = NULL;
7015                 goto out;
7016         }
7017
7018         /*
7019          * Adjust the delalloc_start to make sure it doesn't go backwards from
7020          * the start they passed in
7021          */
7022         delalloc_start = max(start, delalloc_start);
7023         delalloc_len = delalloc_end - delalloc_start;
7024
7025         if (delalloc_len > 0) {
7026                 u64 hole_start;
7027                 u64 hole_len;
7028                 const u64 hole_end = extent_map_end(hole_em);
7029
7030                 em = alloc_extent_map();
7031                 if (!em) {
7032                         err = -ENOMEM;
7033                         goto out;
7034                 }
7035
7036                 ASSERT(hole_em);
7037                 /*
7038                  * When btrfs_get_extent can't find anything it returns one
7039                  * huge hole
7040                  *
7041                  * Make sure what it found really fits our range, and adjust to
7042                  * make sure it is based on the start from the caller
7043                  */
7044                 if (hole_end <= start || hole_em->start > end) {
7045                        free_extent_map(hole_em);
7046                        hole_em = NULL;
7047                 } else {
7048                        hole_start = max(hole_em->start, start);
7049                        hole_len = hole_end - hole_start;
7050                 }
7051
7052                 if (hole_em && delalloc_start > hole_start) {
7053                         /*
7054                          * Our hole starts before our delalloc, so we have to
7055                          * return just the parts of the hole that go until the
7056                          * delalloc starts
7057                          */
7058                         em->len = min(hole_len, delalloc_start - hole_start);
7059                         em->start = hole_start;
7060                         em->orig_start = hole_start;
7061                         /*
7062                          * Don't adjust block start at all, it is fixed at
7063                          * EXTENT_MAP_HOLE
7064                          */
7065                         em->block_start = hole_em->block_start;
7066                         em->block_len = hole_len;
7067                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &hole_em->flags))
7068                                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
7069                 } else {
7070                         /*
7071                          * Hole is out of passed range or it starts after
7072                          * delalloc range
7073                          */
7074                         em->start = delalloc_start;
7075                         em->len = delalloc_len;
7076                         em->orig_start = delalloc_start;
7077                         em->block_start = EXTENT_MAP_DELALLOC;
7078                         em->block_len = delalloc_len;
7079                 }
7080         } else {
7081                 return hole_em;
7082         }
7083 out:
7084
7085         free_extent_map(hole_em);
7086         if (err) {
7087                 free_extent_map(em);
7088                 return ERR_PTR(err);
7089         }
7090         return em;
7091 }
7092
7093 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7094                                                   const u64 start,
7095                                                   const u64 len,
7096                                                   const u64 orig_start,
7097                                                   const u64 block_start,
7098                                                   const u64 block_len,
7099                                                   const u64 orig_block_len,
7100                                                   const u64 ram_bytes,
7101                                                   const int type)
7102 {
7103         struct extent_map *em = NULL;
7104         int ret;
7105
7106         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7107                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7108                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7109                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7110                                   type);
7111                 if (IS_ERR(em))
7112                         goto out;
7113         }
7114         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, len, len, block_start,
7115                                        block_len, 0,
7116                                        (1 << type) |
7117                                        (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7118                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
7119         if (ret) {
7120                 if (em) {
7121                         free_extent_map(em);
7122                         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + len - 1, 0);
7123                 }
7124                 em = ERR_PTR(ret);
7125         }
7126  out:
7127
7128         return em;
7129 }
7130
7131 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7132                                                   u64 start, u64 len)
7133 {
7134         struct btrfs_root *root = inode->root;
7135         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7136         struct extent_map *em;
7137         struct btrfs_key ins;
7138         u64 alloc_hint;
7139         int ret;
7140
7141         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7142         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7143                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7144         if (ret)
7145                 return ERR_PTR(ret);
7146
7147         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7148                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7149                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7150         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7151         if (IS_ERR(em))
7152                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7153                                            1);
7154
7155         return em;
7156 }
7157
7158 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7159 {
7160         struct btrfs_block_group *block_group;
7161         bool readonly = false;
7162
7163         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7164         if (!block_group || block_group->ro)
7165                 readonly = true;
7166         if (block_group)
7167                 btrfs_put_block_group(block_group);
7168         return readonly;
7169 }
7170
7171 /*
7172  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7173  *
7174  * @offset:     File offset
7175  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7176  *              range
7177  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7178  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7179  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7180  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7181  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7182  *
7183  * Return:
7184  * >0   and update @len if we can do nocow write
7185  *  0   if we can't do nocow write
7186  * <0   if error happened
7187  *
7188  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7189  *       any ordered extents.
7190  */
7191 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7192                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7193                               u64 *ram_bytes, bool strict)
7194 {
7195         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7196         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7197         struct btrfs_path *path;
7198         int ret;
7199         struct extent_buffer *leaf;
7200         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7201         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7202         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7203         struct btrfs_key key;
7204         int found_type;
7205
7206         path = btrfs_alloc_path();
7207         if (!path)
7208                 return -ENOMEM;
7209
7210         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7211                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7212         if (ret < 0)
7213                 goto out;
7214
7215         if (ret == 1) {
7216                 if (path->slots[0] == 0) {
7217                         /* can't find the item, must cow */
7218                         ret = 0;
7219                         goto out;
7220                 }
7221                 path->slots[0]--;
7222         }
7223         ret = 0;
7224         leaf = path->nodes[0];
7225         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7226         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7227             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7228                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7229                 goto out;
7230         }
7231
7232         if (key.offset > offset) {
7233                 /* Wrong offset, must cow */
7234                 goto out;
7235         }
7236
7237         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7238                 goto out;
7239
7240         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7241         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7242         if (ram_bytes)
7243                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7244
7245         nocow_args.start = offset;
7246         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7247         nocow_args.strict = strict;
7248         nocow_args.free_path = true;
7249
7250         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7251         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7252         path = NULL;
7253
7254         if (ret != 1) {
7255                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7256                 ret = 0;
7257                 goto out;
7258         }
7259
7260         ret = 0;
7261         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7262                 goto out;
7263
7264         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7265             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7266                 u64 range_end;
7267
7268                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7269                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7270                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7271                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7272                 if (ret) {
7273                         ret = -EAGAIN;
7274                         goto out;
7275                 }
7276         }
7277
7278         if (orig_start)
7279                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7280         if (orig_block_len)
7281                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7282
7283         *len = nocow_args.num_bytes;
7284         ret = 1;
7285 out:
7286         btrfs_free_path(path);
7287         return ret;
7288 }
7289
7290 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7291                               struct extent_state **cached_state,
7292                               unsigned int iomap_flags)
7293 {
7294         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7295         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7296         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7297         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7298         int ret = 0;
7299
7300         while (1) {
7301                 if (nowait) {
7302                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend))
7303                                 return -EAGAIN;
7304                 } else {
7305                         lock_extent_bits(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7306                 }
7307                 /*
7308                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7309                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7310                  * extents in this range.
7311                  */
7312                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7313                                                      lockend - lockstart + 1);
7314
7315                 /*
7316                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7317                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7318                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7319                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7320                  * get stale data.
7321                  */
7322                 if (!ordered &&
7323                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7324                                                          lockstart, lockend)))
7325                         break;
7326
7327                 unlock_extent_cached(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7328
7329                 if (ordered) {
7330                         if (nowait) {
7331                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7332                                 ret = -EAGAIN;
7333                                 break;
7334                         }
7335                         /*
7336                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7337                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7338                          * to complete and retry, because if we do so we can
7339                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7340                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7341                          * than one extent map, if at this point has already
7342                          * created an ordered extent for a previous extent map
7343                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7344                          * concurrent write against that previous extent map's
7345                          * range and this range started (we unlock the ranges
7346                          * in the io tree only when the bios complete and
7347                          * buffered writes always lock pages before attempting
7348                          * to lock range in the io tree).
7349                          */
7350                         if (writing ||
7351                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7352                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
7353                         else
7354                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7355                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7356                 } else {
7357                         /*
7358                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7359                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7360                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7361                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7362                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7363                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7364                          * ordered dio extent we created before but did not have
7365                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7366                          * complete), which makes readahead wait for that
7367                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7368                          * that page.
7369                          */
7370                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7371                 }
7372
7373                 if (ret)
7374                         break;
7375
7376                 cond_resched();
7377         }
7378
7379         return ret;
7380 }
7381
7382 /* The callers of this must take lock_extent() */
7383 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7384                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7385                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7386                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7387                                        int type)
7388 {
7389         struct extent_map_tree *em_tree;
7390         struct extent_map *em;
7391         int ret;
7392
7393         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7394                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7395                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7396                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7397
7398         em_tree = &inode->extent_tree;
7399         em = alloc_extent_map();
7400         if (!em)
7401                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7402
7403         em->start = start;
7404         em->orig_start = orig_start;
7405         em->len = len;
7406         em->block_len = block_len;
7407         em->block_start = block_start;
7408         em->orig_block_len = orig_block_len;
7409         em->ram_bytes = ram_bytes;
7410         em->generation = -1;
7411         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7412         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7413                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7414         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7415                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7416                 em->compress_type = compress_type;
7417         }
7418
7419         do {
7420                 btrfs_drop_extent_cache(inode, em->start,
7421                                         em->start + em->len - 1, 0);
7422                 write_lock(&em_tree->lock);
7423                 ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
7424                 write_unlock(&em_tree->lock);
7425                 /*
7426                  * The caller has taken lock_extent(), who could race with us
7427                  * to add em?
7428                  */
7429         } while (ret == -EEXIST);
7430
7431         if (ret) {
7432                 free_extent_map(em);
7433                 return ERR_PTR(ret);
7434         }
7435
7436         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7437         return em;
7438 }
7439
7440
7441 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7442                                          struct inode *inode,
7443                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7444                                          u64 start, u64 len,
7445                                          unsigned int iomap_flags)
7446 {
7447         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7448         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7449         struct extent_map *em = *map;
7450         int type;
7451         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7452         struct btrfs_block_group *bg;
7453         bool can_nocow = false;
7454         bool space_reserved = false;
7455         u64 prev_len;
7456         int ret = 0;
7457
7458         /*
7459          * We don't allocate a new extent in the following cases
7460          *
7461          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7462          * existing extent.
7463          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7464          * just use the extent.
7465          *
7466          */
7467         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7468             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7469              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7470                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7471                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7472                 else
7473                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7474                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7475                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7476
7477                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7478                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false) == 1) {
7479                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7480                         if (bg)
7481                                 can_nocow = true;
7482                 }
7483         }
7484
7485         prev_len = len;
7486         if (can_nocow) {
7487                 struct extent_map *em2;
7488
7489                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7490                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7491                                                       nowait);
7492                 if (ret < 0) {
7493                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7494                         free_extent_map(em);
7495                         *map = NULL;
7496                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7497                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7498                                 ret = -EAGAIN;
7499                         goto out;
7500                 }
7501                 space_reserved = true;
7502
7503                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7504                                               orig_start, block_start,
7505                                               len, orig_block_len,
7506                                               ram_bytes, type);
7507                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7508                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7509                         free_extent_map(em);
7510                         *map = em = em2;
7511                 }
7512
7513                 if (IS_ERR(em2)) {
7514                         ret = PTR_ERR(em2);
7515                         goto out;
7516                 }
7517
7518                 dio_data->nocow_done = true;
7519         } else {
7520                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7521                 free_extent_map(em);
7522                 *map = NULL;
7523
7524                 if (nowait)
7525                         return -EAGAIN;
7526
7527                 /*
7528                  * If we could not allocate data space before locking the file
7529                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7530                  */
7531                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7532                         return -ENOSPC;
7533
7534                 /*
7535                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7536                  * so now we reserve only metadata.
7537                  */
7538                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7539                                                       false);
7540                 if (ret < 0)
7541                         goto out;
7542                 space_reserved = true;
7543
7544                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7545                 if (IS_ERR(em)) {
7546                         ret = PTR_ERR(em);
7547                         goto out;
7548                 }
7549                 *map = em;
7550                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7551                 if (len < prev_len)
7552                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7553                                                         prev_len - len, true);
7554         }
7555
7556         /*
7557          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7558          * for an outstanding extent.
7559          */
7560         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7561
7562         /*
7563          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7564          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7565          */
7566         if (start + len > i_size_read(inode))
7567                 i_size_write(inode, start + len);
7568 out:
7569         if (ret && space_reserved) {
7570                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7571                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7572         }
7573         return ret;
7574 }
7575
7576 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7577                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7578                 struct iomap *srcmap)
7579 {
7580         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7581         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7582         struct extent_map *em;
7583         struct extent_state *cached_state = NULL;
7584         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7585         u64 lockstart, lockend;
7586         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7587         int ret = 0;
7588         u64 len = length;
7589         const u64 data_alloc_len = length;
7590         bool unlock_extents = false;
7591
7592         if (!write)
7593                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize);
7594
7595         lockstart = start;
7596         lockend = start + len - 1;
7597
7598         /*
7599          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7600          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7601          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7602          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7603          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7604          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7605          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7606          *
7607          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7608          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7609          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7610          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7611          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7612          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7613          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7614          * the file range yet.
7615          */
7616         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7617                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7618                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7619                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7620                                                           lockstart, lockend))
7621                                 return -EAGAIN;
7622                 } else {
7623                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7624                                                        start + length - 1);
7625                         if (ret)
7626                                 return ret;
7627                 }
7628         }
7629
7630         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7631
7632         /*
7633          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7634          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7635          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7636          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7637          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7638          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7639          * NOCOW write.
7640          */
7641         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7642                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7643                                                   &dio_data->data_reserved,
7644                                                   start, data_alloc_len);
7645                 if (!ret)
7646                         dio_data->data_space_reserved = true;
7647                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7648                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7649                         goto err;
7650         }
7651
7652         /*
7653          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7654          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7655          * NOWAIT read/write and we need to block.
7656          */
7657         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7658         if (ret < 0)
7659                 goto err;
7660
7661         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7662         if (IS_ERR(em)) {
7663                 ret = PTR_ERR(em);
7664                 goto unlock_err;
7665         }
7666
7667         /*
7668          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7669          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7670          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7671          * buffered path.
7672          *
7673          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7674          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7675          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7676          *
7677          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7678          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7679          * the generic code.
7680          */
7681         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7682             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7683                 free_extent_map(em);
7684                 ret = -ENOTBLK;
7685                 goto unlock_err;
7686         }
7687
7688         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7689
7690         /*
7691          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7692          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7693          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7694          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7695          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7696          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7697          *
7698          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7699          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7700          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7701          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7702          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7703          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7704          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7705          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7706          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7707          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7708          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7709          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7710          */
7711         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7712                 free_extent_map(em);
7713                 ret = -EAGAIN;
7714                 goto unlock_err;
7715         }
7716
7717         if (write) {
7718                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7719                                                     start, len, flags);
7720                 if (ret < 0)
7721                         goto unlock_err;
7722                 unlock_extents = true;
7723                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7724                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7725                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7726                         u64 release_offset;
7727                         u64 release_len = 0;
7728
7729                         if (dio_data->nocow_done) {
7730                                 release_offset = start;
7731                                 release_len = data_alloc_len;
7732                         } else if (len < data_alloc_len) {
7733                                 release_offset = start + len;
7734                                 release_len = data_alloc_len - len;
7735                         }
7736
7737                         if (release_len > 0)
7738                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7739                                                                dio_data->data_reserved,
7740                                                                release_offset,
7741                                                                release_len);
7742                 }
7743         } else {
7744                 /*
7745                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7746                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7747                  */
7748                 lockstart = start + len;
7749                 if (lockstart < lockend)
7750                         unlock_extents = true;
7751         }
7752
7753         if (unlock_extents)
7754                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
7755                                      lockstart, lockend, &cached_state);
7756         else
7757                 free_extent_state(cached_state);
7758
7759         /*
7760          * Translate extent map information to iomap.
7761          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7762          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7763          */
7764         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7765             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7766                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7767                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7768         } else {
7769                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7770                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7771         }
7772         iomap->offset = start;
7773         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7774         iomap->length = len;
7775
7776         if (write && btrfs_use_zone_append(BTRFS_I(inode), em->block_start))
7777                 iomap->flags |= IOMAP_F_ZONE_APPEND;
7778
7779         free_extent_map(em);
7780
7781         return 0;
7782
7783 unlock_err:
7784         unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7785                              &cached_state);
7786 err:
7787         if (dio_data->data_space_reserved) {
7788                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7789                                                dio_data->data_reserved,
7790                                                start, data_alloc_len);
7791                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7792         }
7793
7794         return ret;
7795 }
7796
7797 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7798                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7799 {
7800         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7801         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7802         size_t submitted = dio_data->submitted;
7803         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7804         int ret = 0;
7805
7806         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7807                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7808                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1);
7809                 return 0;
7810         }
7811
7812         if (submitted < length) {
7813                 pos += submitted;
7814                 length -= submitted;
7815                 if (write)
7816                         __endio_write_update_ordered(BTRFS_I(inode), pos,
7817                                         length, false);
7818                 else
7819                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7820                                       pos + length - 1);
7821                 ret = -ENOTBLK;
7822         }
7823
7824         if (write)
7825                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7826         return ret;
7827 }
7828
7829 static void btrfs_dio_private_put(struct btrfs_dio_private *dip)
7830 {
7831         /*
7832          * This implies a barrier so that stores to dio_bio->bi_status before
7833          * this and loads of dio_bio->bi_status after this are fully ordered.
7834          */
7835         if (!refcount_dec_and_test(&dip->refs))
7836                 return;
7837
7838         if (btrfs_op(&dip->bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7839                 __endio_write_update_ordered(BTRFS_I(dip->inode),
7840                                              dip->file_offset,
7841                                              dip->bytes,
7842                                              !dip->bio.bi_status);
7843         } else {
7844                 unlock_extent(&BTRFS_I(dip->inode)->io_tree,
7845                               dip->file_offset,
7846                               dip->file_offset + dip->bytes - 1);
7847         }
7848
7849         kfree(dip->csums);
7850         bio_endio(&dip->bio);
7851 }
7852
7853 static void submit_dio_repair_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
7854                                   int mirror_num,
7855                                   enum btrfs_compression_type compress_type)
7856 {
7857         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7858         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7859
7860         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE);
7861
7862         if (btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA))
7863                 return;
7864
7865         refcount_inc(&dip->refs);
7866         if (btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num))
7867                 refcount_dec(&dip->refs);
7868 }
7869
7870 static blk_status_t btrfs_check_read_dio_bio(struct btrfs_dio_private *dip,
7871                                              struct btrfs_bio *bbio,
7872                                              const bool uptodate)
7873 {
7874         struct inode *inode = dip->inode;
7875         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
7876         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
7877         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
7878         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7879         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
7880         struct bio_vec bvec;
7881         struct bvec_iter iter;
7882         u32 bio_offset = 0;
7883         blk_status_t err = BLK_STS_OK;
7884
7885         __bio_for_each_segment(bvec, &bbio->bio, iter, bbio->iter) {
7886                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
7887
7888                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec.bv_len);
7889                 pgoff = bvec.bv_offset;
7890                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
7891                         u64 start = bbio->file_offset + bio_offset;
7892
7893                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
7894                         if (uptodate &&
7895                             (!csum || !check_data_csum(inode, bbio,
7896                                                        bio_offset, bvec.bv_page,
7897                                                        pgoff, start))) {
7898                                 clean_io_failure(fs_info, failure_tree, io_tree,
7899                                                  start, bvec.bv_page,
7900                                                  btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
7901                                                  pgoff);
7902                         } else {
7903                                 int ret;
7904
7905                                 ret = btrfs_repair_one_sector(inode, &bbio->bio,
7906                                                 bio_offset, bvec.bv_page, pgoff,
7907                                                 start, bbio->mirror_num,
7908                                                 submit_dio_repair_bio);
7909                                 if (ret)
7910                                         err = errno_to_blk_status(ret);
7911                         }
7912                         ASSERT(bio_offset + sectorsize > bio_offset);
7913                         bio_offset += sectorsize;
7914                         pgoff += sectorsize;
7915                 }
7916         }
7917         return err;
7918 }
7919
7920 static void __endio_write_update_ordered(struct btrfs_inode *inode,
7921                                          const u64 offset, const u64 bytes,
7922                                          const bool uptodate)
7923 {
7924         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes,
7925                                        finish_ordered_fn, uptodate);
7926 }
7927
7928 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start_direct_io(struct inode *inode,
7929                                                      struct bio *bio,
7930                                                      u64 dio_file_offset)
7931 {
7932         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, dio_file_offset, false);
7933 }
7934
7935 static void btrfs_end_dio_bio(struct bio *bio)
7936 {
7937         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7938         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7939         blk_status_t err = bio->bi_status;
7940
7941         if (err)
7942                 btrfs_warn(BTRFS_I(dip->inode)->root->fs_info,
7943                            "direct IO failed ino %llu rw %d,%u sector %#Lx len %u err no %d",
7944                            btrfs_ino(BTRFS_I(dip->inode)), bio_op(bio),
7945                            bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
7946                            bio->bi_iter.bi_size, err);
7947
7948         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ)
7949                 err = btrfs_check_read_dio_bio(dip, bbio, !err);
7950
7951         if (err)
7952                 dip->bio.bi_status = err;
7953
7954         btrfs_record_physical_zoned(dip->inode, bbio->file_offset, bio);
7955
7956         bio_put(bio);
7957         btrfs_dio_private_put(dip);
7958 }
7959
7960 static inline blk_status_t btrfs_submit_dio_bio(struct bio *bio,
7961                 struct inode *inode, u64 file_offset, int async_submit)
7962 {
7963         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7964         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7965         bool write = btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE;
7966         blk_status_t ret;
7967
7968         /* Check btrfs_submit_bio_hook() for rules about async submit. */
7969         if (async_submit)
7970                 async_submit = !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers);
7971
7972         if (!write) {
7973                 ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA);
7974                 if (ret)
7975                         goto err;
7976         }
7977
7978         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
7979                 goto map;
7980
7981         if (write && async_submit) {
7982                 ret = btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, 0, file_offset,
7983                                           btrfs_submit_bio_start_direct_io);
7984                 goto err;
7985         } else if (write) {
7986                 /*
7987                  * If we aren't doing async submit, calculate the csum of the
7988                  * bio now.
7989                  */
7990                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, file_offset, false);
7991                 if (ret)
7992                         goto err;
7993         } else {
7994                 u64 csum_offset;
7995
7996                 csum_offset = file_offset - dip->file_offset;
7997                 csum_offset >>= fs_info->sectorsize_bits;
7998                 csum_offset *= fs_info->csum_size;
7999                 btrfs_bio(bio)->csum = dip->csums + csum_offset;
8000         }
8001 map:
8002         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, 0);
8003 err:
8004         return ret;
8005 }
8006
8007 static void btrfs_submit_direct(const struct iomap_iter *iter,
8008                 struct bio *dio_bio, loff_t file_offset)
8009 {
8010         struct btrfs_dio_private *dip =
8011                 container_of(dio_bio, struct btrfs_dio_private, bio);
8012         struct inode *inode = iter->inode;
8013         const bool write = (btrfs_op(dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
8014         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8015         const bool raid56 = (btrfs_data_alloc_profile(fs_info) &
8016                              BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
8017         struct bio *bio;
8018         u64 start_sector;
8019         int async_submit = 0;
8020         u64 submit_len;
8021         u64 clone_offset = 0;
8022         u64 clone_len;
8023         u64 logical;
8024         int ret;
8025         blk_status_t status;
8026         struct btrfs_io_geometry geom;
8027         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
8028         struct extent_map *em = NULL;
8029
8030         dip->inode = inode;
8031         dip->file_offset = file_offset;
8032         dip->bytes = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8033         refcount_set(&dip->refs, 1);
8034         dip->csums = NULL;
8035
8036         if (!write && !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
8037                 unsigned int nr_sectors =
8038                         (dio_bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);
8039
8040                 /*
8041                  * Load the csums up front to reduce csum tree searches and
8042                  * contention when submitting bios.
8043                  */
8044                 status = BLK_STS_RESOURCE;
8045                 dip->csums = kcalloc(nr_sectors, fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
8046                 if (!dip)
8047                         goto out_err;
8048
8049                 status = btrfs_lookup_bio_sums(inode, dio_bio, dip->csums);
8050                 if (status != BLK_STS_OK)
8051                         goto out_err;
8052         }
8053
8054         start_sector = dio_bio->bi_iter.bi_sector;
8055         submit_len = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8056
8057         do {
8058                 logical = start_sector << 9;
8059                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, submit_len);
8060                 if (IS_ERR(em)) {
8061                         status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(em));
8062                         em = NULL;
8063                         goto out_err_em;
8064                 }
8065                 ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(dio_bio),
8066                                             logical, &geom);
8067                 if (ret) {
8068                         status = errno_to_blk_status(ret);
8069                         goto out_err_em;
8070                 }
8071
8072                 clone_len = min(submit_len, geom.len);
8073                 ASSERT(clone_len <= UINT_MAX);
8074
8075                 /*
8076                  * This will never fail as it's passing GPF_NOFS and
8077                  * the allocation is backed by btrfs_bioset.
8078                  */
8079                 bio = btrfs_bio_clone_partial(dio_bio, clone_offset, clone_len);
8080                 bio->bi_private = dip;
8081                 bio->bi_end_io = btrfs_end_dio_bio;
8082                 btrfs_bio(bio)->file_offset = file_offset;
8083
8084                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
8085                         status = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio,
8086                                                         file_offset);
8087                         if (status) {
8088                                 bio_put(bio);
8089                                 goto out_err;
8090                         }
8091                 }
8092
8093                 ASSERT(submit_len >= clone_len);
8094                 submit_len -= clone_len;
8095
8096                 /*
8097                  * Increase the count before we submit the bio so we know
8098                  * the end IO handler won't happen before we increase the
8099                  * count. Otherwise, the dip might get freed before we're
8100                  * done setting it up.
8101                  *
8102                  * We transfer the initial reference to the last bio, so we
8103                  * don't need to increment the reference count for the last one.
8104                  */
8105                 if (submit_len > 0) {
8106                         refcount_inc(&dip->refs);
8107                         /*
8108                          * If we are submitting more than one bio, submit them
8109                          * all asynchronously. The exception is RAID 5 or 6, as
8110                          * asynchronous checksums make it difficult to collect
8111                          * full stripe writes.
8112                          */
8113                         if (!raid56)
8114                                 async_submit = 1;
8115                 }
8116
8117                 status = btrfs_submit_dio_bio(bio, inode, file_offset,
8118                                                 async_submit);
8119                 if (status) {
8120                         bio_put(bio);
8121                         if (submit_len > 0)
8122                                 refcount_dec(&dip->refs);
8123                         goto out_err_em;
8124                 }
8125
8126                 dio_data->submitted += clone_len;
8127                 clone_offset += clone_len;
8128                 start_sector += clone_len >> 9;
8129                 file_offset += clone_len;
8130
8131                 free_extent_map(em);
8132         } while (submit_len > 0);
8133         return;
8134
8135 out_err_em:
8136         free_extent_map(em);
8137 out_err:
8138         dio_bio->bi_status = status;
8139         btrfs_dio_private_put(dip);
8140 }
8141
8142 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
8143         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
8144         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
8145 };
8146
8147 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
8148         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8149         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
8150 };
8151
8152 ssize_t btrfs_dio_rw(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
8153 {
8154         struct btrfs_dio_data data;
8155
8156         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
8157                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
8158 }
8159
8160 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
8161                         u64 start, u64 len)
8162 {
8163         int     ret;
8164
8165         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
8166         if (ret)
8167                 return ret;
8168
8169         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
8170 }
8171
8172 static int btrfs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
8173 {
8174         struct inode *inode = page->mapping->host;
8175         int ret;
8176
8177         if (current->flags & PF_MEMALLOC) {
8178                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
8179                 unlock_page(page);
8180                 return 0;
8181         }
8182
8183         /*
8184          * If we are under memory pressure we will call this directly from the
8185          * VM, we need to make sure we have the inode referenced for the ordered
8186          * extent.  If not just return like we didn't do anything.
8187          */
8188         if (!igrab(inode)) {
8189                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
8190                 return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
8191         }
8192         ret = extent_write_full_page(page, wbc);
8193         btrfs_add_delayed_iput(inode);
8194         return ret;
8195 }
8196
8197 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
8198                             struct writeback_control *wbc)
8199 {
8200         return extent_writepages(mapping, wbc);
8201 }
8202
8203 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
8204 {
8205         extent_readahead(rac);
8206 }
8207
8208 /*
8209  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
8210  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
8211  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
8212  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
8213  * spinlock.
8214  */
8215 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
8216 {
8217         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
8218         struct btrfs_subpage *subpage;
8219
8220         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
8221                 return;
8222
8223         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
8224         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
8225
8226         /*
8227          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
8228          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
8229          * still holding the subpage spinlock.
8230          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
8231          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
8232          * function to clear page writeback.
8233          *
8234          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
8235          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
8236          */
8237         spin_lock_irq(&subpage->lock);
8238         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
8239 }
8240
8241 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8242 {
8243         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
8244
8245         if (ret == 1) {
8246                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8247                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8248         }
8249         return ret;
8250 }
8251
8252 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8253 {
8254         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
8255                 return false;
8256         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
8257 }
8258
8259 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8260 static int btrfs_migratepage(struct address_space *mapping,
8261                              struct page *newpage, struct page *page,
8262                              enum migrate_mode mode)
8263 {
8264         int ret;
8265
8266         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
8267         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8268                 return ret;
8269
8270         if (page_has_private(page))
8271                 attach_page_private(newpage, detach_page_private(page));
8272
8273         if (PageOrdered(page)) {
8274                 ClearPageOrdered(page);
8275                 SetPageOrdered(newpage);
8276         }
8277
8278         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
8279                 migrate_page_copy(newpage, page);
8280         else
8281                 migrate_page_states(newpage, page);
8282         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8283 }
8284 #endif
8285
8286 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8287                                  size_t length)
8288 {
8289         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
8290         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8291         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8292         struct extent_state *cached_state = NULL;
8293         u64 page_start = folio_pos(folio);
8294         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8295         u64 cur;
8296         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8297
8298         /*
8299          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8300          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8301          *
8302          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8303          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8304          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8305          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8306          * on one folio.
8307          *
8308          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8309          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8310          */
8311         folio_wait_writeback(folio);
8312         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8313
8314         /*
8315          * For subpage case, we have call sites like
8316          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8317          * sectorsize.
8318          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8319          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8320          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8321          *
8322          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8323          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8324          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8325          */
8326         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8327                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8328                 return;
8329         }
8330
8331         if (!inode_evicting)
8332                 lock_extent_bits(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8333
8334         cur = page_start;
8335         while (cur < page_end) {
8336                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8337                 bool delete_states;
8338                 u64 range_end;
8339                 u32 range_len;
8340
8341                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8342                                                            page_end + 1 - cur);
8343                 if (!ordered) {
8344                         range_end = page_end;
8345                         /*
8346                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8347                          * to delete all extent states in the range.
8348                          */
8349                         delete_states = true;
8350                         goto next;
8351                 }
8352                 if (ordered->file_offset > cur) {
8353                         /*
8354                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8355                          * covered by any ordered extent.
8356                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8357                          * the ordered extent in the next iteration.
8358                          */
8359                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8360                         delete_states = true;
8361                         goto next;
8362                 }
8363
8364                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8365                                 page_end);
8366                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8367                 range_len = range_end + 1 - cur;
8368                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
8369                         /*
8370                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8371                          * already been executed for the range.
8372                          * We can't delete the extent states as
8373                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8374                          */
8375                         delete_states = false;
8376                         goto next;
8377                 }
8378                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8379
8380                 /*
8381                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8382                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8383                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8384                  *
8385                  * This will also unlock the range for incoming
8386                  * btrfs_finish_ordered_io().
8387                  */
8388                 if (!inode_evicting)
8389                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8390                                          EXTENT_DELALLOC |
8391                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8392                                          EXTENT_DEFRAG, 1, 0, &cached_state);
8393
8394                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8395                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8396                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8397                                              cur - ordered->file_offset);
8398                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8399
8400                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8401                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8402                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8403                         /*
8404                          * The ordered extent has finished, now we're again
8405                          * safe to delete all extent states of the range.
8406                          */
8407                         delete_states = true;
8408                 } else {
8409                         /*
8410                          * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio
8411                          * of other pages, thus we can't delete extent states
8412                          * anymore
8413                          */
8414                         delete_states = false;
8415                 }
8416 next:
8417                 if (ordered)
8418                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8419                 /*
8420                  * Qgroup reserved space handler
8421                  * Sector(s) here will be either:
8422                  *
8423                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8424                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8425                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8426                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8427                  *
8428                  * 2) Not written to disk yet
8429                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8430                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8431                  *    reserved data space.
8432                  *    Since the IO will never happen for this page.
8433                  */
8434                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8435                 if (!inode_evicting) {
8436                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8437                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8438                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1,
8439                                  delete_states, &cached_state);
8440                 }
8441                 cur = range_end + 1;
8442         }
8443         /*
8444          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8445          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8446          * did something wrong.
8447          */
8448         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8449         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8450         if (!inode_evicting)
8451                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8452         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8453 }
8454
8455 /*
8456  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8457  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8458  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8459  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8460  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8461  * support these features.
8462  *
8463  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8464  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8465  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8466  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8467  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8468  * unlock the page.
8469  */
8470 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8471 {
8472         struct page *page = vmf->page;
8473         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8474         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8475         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8476         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8477         struct extent_state *cached_state = NULL;
8478         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8479         unsigned long zero_start;
8480         loff_t size;
8481         vm_fault_t ret;
8482         int ret2;
8483         int reserved = 0;
8484         u64 reserved_space;
8485         u64 page_start;
8486         u64 page_end;
8487         u64 end;
8488
8489         reserved_space = PAGE_SIZE;
8490
8491         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8492         page_start = page_offset(page);
8493         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8494         end = page_end;
8495
8496         /*
8497          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8498          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8499          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8500          * dirty page write out, then the btrfs_writepage() function could
8501          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8502          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8503          */
8504         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8505                                             page_start, reserved_space);
8506         if (!ret2) {
8507                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8508                 reserved = 1;
8509         }
8510         if (ret2) {
8511                 ret = vmf_error(ret2);
8512                 if (reserved)
8513                         goto out;
8514                 goto out_noreserve;
8515         }
8516
8517         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8518 again:
8519         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8520         lock_page(page);
8521         size = i_size_read(inode);
8522
8523         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8524             (page_start >= size)) {
8525                 /* page got truncated out from underneath us */
8526                 goto out_unlock;
8527         }
8528         wait_on_page_writeback(page);
8529
8530         lock_extent_bits(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8531         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8532         if (ret2 < 0) {
8533                 ret = vmf_error(ret2);
8534                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8535                 goto out_unlock;
8536         }
8537
8538         /*
8539          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8540          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8541          */
8542         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8543                         PAGE_SIZE);
8544         if (ordered) {
8545                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8546                                      &cached_state);
8547                 unlock_page(page);
8548                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8549                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
8550                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8551                 goto again;
8552         }
8553
8554         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8555                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8556                                           fs_info->sectorsize);
8557                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8558                         end = page_start + reserved_space - 1;
8559                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8560                                         data_reserved, page_start,
8561                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8562                 }
8563         }
8564
8565         /*
8566          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8567          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8568          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8569          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8570          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8571          */
8572         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8573                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8574                           EXTENT_DEFRAG, 0, 0, &cached_state);
8575
8576         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8577                                         &cached_state);
8578         if (ret2) {
8579                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8580                                      &cached_state);
8581                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8582                 goto out_unlock;
8583         }
8584
8585         /* page is wholly or partially inside EOF */
8586         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8587                 zero_start = offset_in_page(size);
8588         else
8589                 zero_start = PAGE_SIZE;
8590
8591         if (zero_start != PAGE_SIZE) {
8592                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8593                 flush_dcache_page(page);
8594         }
8595         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8596         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8597         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8598
8599         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8600
8601         unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8602         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8603
8604         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8605         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8606         extent_changeset_free(data_reserved);
8607         return VM_FAULT_LOCKED;
8608
8609 out_unlock:
8610         unlock_page(page);
8611         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8612 out:
8613         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8614         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8615                                      reserved_space, (ret != 0));
8616 out_noreserve:
8617         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8618         extent_changeset_free(data_reserved);
8619         return ret;
8620 }
8621
8622 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback)
8623 {
8624         struct btrfs_truncate_control control = {
8625                 .inode = BTRFS_I(inode),
8626                 .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8627                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8628                 .clear_extent_range = true,
8629         };
8630         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8631         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8632         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8633         int ret;
8634         struct btrfs_trans_handle *trans;
8635         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8636         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8637
8638         if (!skip_writeback) {
8639                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, inode->i_size & (~mask),
8640                                                (u64)-1);
8641                 if (ret)
8642                         return ret;
8643         }
8644
8645         /*
8646          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8647          * things going on here:
8648          *
8649          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8650          *
8651          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8652          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8653          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8654          * very much snapshotting).
8655          *
8656          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8657          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8658          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8659          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8660          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8661          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8662          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8663          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8664          * done separately as well.
8665          *
8666          * So that leaves us with
8667          *
8668          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8669          * transaction reservation.
8670          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8671          * updating the inode.
8672          */
8673         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8674         if (!rsv)
8675                 return -ENOMEM;
8676         rsv->size = min_size;
8677         rsv->failfast = 1;
8678
8679         /*
8680          * 1 for the truncate slack space
8681          * 1 for updating the inode.
8682          */
8683         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8684         if (IS_ERR(trans)) {
8685                 ret = PTR_ERR(trans);
8686                 goto out;
8687         }
8688
8689         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8690         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8691                                       min_size, false);
8692         BUG_ON(ret);
8693
8694         trans->block_rsv = rsv;
8695
8696         while (1) {
8697                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8698                 const u64 new_size = inode->i_size;
8699                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8700
8701                 control.new_size = new_size;
8702                 lock_extent_bits(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
8703                                  &cached_state);
8704                 /*
8705                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8706                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8707                  * block of the extent just the way it is.
8708                  */
8709                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode),
8710                                         ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8711                                         (u64)-1, 0);
8712
8713                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8714
8715                 inode_sub_bytes(inode, control.sub_bytes);
8716                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), control.last_size);
8717
8718                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start,
8719                                      (u64)-1, &cached_state);
8720
8721                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8722                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8723                         break;
8724
8725                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8726                 if (ret)
8727                         break;
8728
8729                 btrfs_end_transaction(trans);
8730                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8731
8732                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8733                 if (IS_ERR(trans)) {
8734                         ret = PTR_ERR(trans);
8735                         trans = NULL;
8736                         break;
8737                 }
8738
8739                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8740                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8741                                               rsv, min_size, false);
8742                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8743                 trans->block_rsv = rsv;
8744         }
8745
8746         /*
8747          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8748          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8749          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8750          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8751          */
8752         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8753                 btrfs_end_transaction(trans);
8754                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8755
8756                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), inode->i_size, 0, 0);
8757                 if (ret)
8758                         goto out;
8759                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8760                 if (IS_ERR(trans)) {
8761                         ret = PTR_ERR(trans);
8762                         goto out;
8763                 }
8764                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8765         }
8766
8767         if (trans) {
8768                 int ret2;
8769
8770                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8771                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8772                 if (ret2 && !ret)
8773                         ret = ret2;
8774
8775                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8776                 if (ret2 && !ret)
8777                         ret = ret2;
8778                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8779         }
8780 out:
8781         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8782         /*
8783          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8784          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8785          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8786          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8787          * safe.
8788          *
8789          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8790          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8791          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8792          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8793          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8794          * extents beyond i_size to drop.
8795          */
8796         if (control.extents_found > 0)
8797                 btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
8798
8799         return ret;
8800 }
8801
8802 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
8803                                      struct inode *dir)
8804 {
8805         struct inode *inode;
8806
8807         inode = new_inode(dir->i_sb);
8808         if (inode) {
8809                 /*
8810                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8811                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8812                  */
8813                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, NULL,
8814                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8815                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8816                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8817         }
8818         return inode;
8819 }
8820
8821 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8822 {
8823         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8824         struct btrfs_inode *ei;
8825         struct inode *inode;
8826
8827         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8828         if (!ei)
8829                 return NULL;
8830
8831         ei->root = NULL;
8832         ei->generation = 0;
8833         ei->last_trans = 0;
8834         ei->last_sub_trans = 0;
8835         ei->logged_trans = 0;
8836         ei->delalloc_bytes = 0;
8837         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8838         ei->defrag_bytes = 0;
8839         ei->disk_i_size = 0;
8840         ei->flags = 0;
8841         ei->ro_flags = 0;
8842         ei->csum_bytes = 0;
8843         ei->index_cnt = (u64)-1;
8844         ei->dir_index = 0;
8845         ei->last_unlink_trans = 0;
8846         ei->last_reflink_trans = 0;
8847         ei->last_log_commit = 0;
8848
8849         spin_lock_init(&ei->lock);
8850         ei->outstanding_extents = 0;
8851         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8852                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8853                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8854         ei->runtime_flags = 0;
8855         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8856         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8857
8858         ei->delayed_node = NULL;
8859
8860         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8861         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8862
8863         inode = &ei->vfs_inode;
8864         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8865         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO, inode);
8866         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_failure_tree,
8867                             IO_TREE_INODE_IO_FAILURE, inode);
8868         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8869                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT, inode);
8870         ei->io_tree.track_uptodate = true;
8871         ei->io_failure_tree.track_uptodate = true;
8872         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8873         mutex_init(&ei->log_mutex);
8874         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8875         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8876         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8877         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8878         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8879
8880         return inode;
8881 }
8882
8883 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8884 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8885 {
8886         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, 0);
8887         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8888 }
8889 #endif
8890
8891 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8892 {
8893         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8894 }
8895
8896 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8897 {
8898         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8899         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8900         struct btrfs_root *root = inode->root;
8901
8902         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8903         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8904         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8905         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8906         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8907         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8908                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8909                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8910         }
8911         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8912         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8913
8914         /*
8915          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8916          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8917          * created.
8918          */
8919         if (!root)
8920                 return;
8921
8922         while (1) {
8923                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8924                 if (!ordered)
8925                         break;
8926                 else {
8927                         btrfs_err(root->fs_info,
8928                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8929                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8930                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8931                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8932                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8933                 }
8934         }
8935         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8936         inode_tree_del(inode);
8937         btrfs_drop_extent_cache(inode, 0, (u64)-1, 0);
8938         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8939         btrfs_put_root(inode->root);
8940 }
8941
8942 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8943 {
8944         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8945
8946         if (root == NULL)
8947                 return 1;
8948
8949         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8950         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8951                 return 1;
8952         else
8953                 return generic_drop_inode(inode);
8954 }
8955
8956 static void init_once(void *foo)
8957 {
8958         struct btrfs_inode *ei = foo;
8959
8960         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8961 }
8962
8963 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8964 {
8965         /*
8966          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8967          * destroy cache.
8968          */
8969         rcu_barrier();
8970         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8971         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8972         kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
8973         kmem_cache_destroy(btrfs_path_cachep);
8974         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_cachep);
8975         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_bitmap_cachep);
8976 }
8977
8978 int __init btrfs_init_cachep(void)
8979 {
8980         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8981                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8982                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8983                         init_once);
8984         if (!btrfs_inode_cachep)
8985                 goto fail;
8986
8987         btrfs_trans_handle_cachep = kmem_cache_create("btrfs_trans_handle",
8988                         sizeof(struct btrfs_trans_handle), 0,
8989                         SLAB_TEMPORARY | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8990         if (!btrfs_trans_handle_cachep)
8991                 goto fail;
8992
8993         btrfs_path_cachep = kmem_cache_create("btrfs_path",
8994                         sizeof(struct btrfs_path), 0,
8995                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8996         if (!btrfs_path_cachep)
8997                 goto fail;
8998
8999         btrfs_free_space_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space",
9000                         sizeof(struct btrfs_free_space), 0,
9001                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9002         if (!btrfs_free_space_cachep)
9003                 goto fail;
9004
9005         btrfs_free_space_bitmap_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space_bitmap",
9006                                                         PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
9007                                                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9008         if (!btrfs_free_space_bitmap_cachep)
9009                 goto fail;
9010
9011         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
9012                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bio),
9013                         BIOSET_NEED_BVECS))
9014                 goto fail;
9015
9016         return 0;
9017 fail:
9018         btrfs_destroy_cachep();
9019         return -ENOMEM;
9020 }
9021
9022 static int btrfs_getattr(struct user_namespace *mnt_userns,
9023                          const struct path *path, struct kstat *stat,
9024                          u32 request_mask, unsigned int flags)
9025 {
9026         u64 delalloc_bytes;
9027         u64 inode_bytes;
9028         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
9029         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
9030         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
9031         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
9032
9033         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
9034         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
9035         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
9036         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
9037                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
9038         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
9039                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
9040         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
9041                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
9042         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
9043                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
9044         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
9045                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
9046
9047         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
9048                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
9049                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
9050                                   STATX_ATTR_NODUMP);
9051
9052         generic_fillattr(mnt_userns, inode, stat);
9053         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
9054
9055         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9056         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
9057         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
9058         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9059         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
9060                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
9061         return 0;
9062 }
9063
9064 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
9065                               struct dentry *old_dentry,
9066                               struct inode *new_dir,
9067                               struct dentry *new_dentry)
9068 {
9069         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9070         struct btrfs_trans_handle *trans;
9071         unsigned int trans_num_items;
9072         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9073         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9074         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
9075         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
9076         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
9077         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
9078         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
9079         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9080         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
9081         u64 old_idx = 0;
9082         u64 new_idx = 0;
9083         int ret;
9084         int ret2;
9085         bool need_abort = false;
9086
9087         /*
9088          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
9089          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
9090          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
9091          */
9092         if (root != dest &&
9093             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9094              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9095                 return -EXDEV;
9096
9097         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9098         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9099             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9100                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9101
9102         /*
9103          * For each inode:
9104          * 1 to remove old dir item
9105          * 1 to remove old dir index
9106          * 1 to add new dir item
9107          * 1 to add new dir index
9108          * 1 to update parent inode
9109          *
9110          * If the parents are the same, we only need to account for one
9111          */
9112         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
9113         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9114                 /*
9115                  * 1 to remove old root ref
9116                  * 1 to remove old root backref
9117                  * 1 to add new root ref
9118                  * 1 to add new root backref
9119                  */
9120                 trans_num_items += 4;
9121         } else {
9122                 /*
9123                  * 1 to update inode item
9124                  * 1 to remove old inode ref
9125                  * 1 to add new inode ref
9126                  */
9127                 trans_num_items += 3;
9128         }
9129         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9130                 trans_num_items += 4;
9131         else
9132                 trans_num_items += 3;
9133         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9134         if (IS_ERR(trans)) {
9135                 ret = PTR_ERR(trans);
9136                 goto out_notrans;
9137         }
9138
9139         if (dest != root) {
9140                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9141                 if (ret)
9142                         goto out_fail;
9143         }
9144
9145         /*
9146          * We need to find a free sequence number both in the source and
9147          * in the destination directory for the exchange.
9148          */
9149         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
9150         if (ret)
9151                 goto out_fail;
9152         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
9153         if (ret)
9154                 goto out_fail;
9155
9156         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9157         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
9158
9159         /* Reference for the source. */
9160         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9161                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9162                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9163         } else {
9164                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9165                                              new_dentry->d_name.name,
9166                                              new_dentry->d_name.len,
9167                                              old_ino,
9168                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9169                                              old_idx);
9170                 if (ret)
9171                         goto out_fail;
9172                 need_abort = true;
9173         }
9174
9175         /* And now for the dest. */
9176         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9177                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9178                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9179         } else {
9180                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root,
9181                                              old_dentry->d_name.name,
9182                                              old_dentry->d_name.len,
9183                                              new_ino,
9184                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
9185                                              new_idx);
9186                 if (ret) {
9187                         if (need_abort)
9188                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9189                         goto out_fail;
9190                 }
9191         }
9192
9193         /* Update inode version and ctime/mtime. */
9194         inode_inc_iversion(old_dir);
9195         inode_inc_iversion(new_dir);
9196         inode_inc_iversion(old_inode);
9197         inode_inc_iversion(new_inode);
9198         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime = ctime;
9199         new_dir->i_ctime = new_dir->i_mtime = ctime;
9200         old_inode->i_ctime = ctime;
9201         new_inode->i_ctime = ctime;
9202
9203         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
9204                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9205                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9206                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
9207                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
9208         }
9209
9210         /* src is a subvolume */
9211         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9212                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9213         } else { /* src is an inode */
9214                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9215                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
9216                                            old_dentry->d_name.name,
9217                                            old_dentry->d_name.len,
9218                                            &old_rename_ctx);
9219                 if (!ret)
9220                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9221         }
9222         if (ret) {
9223                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9224                 goto out_fail;
9225         }
9226
9227         /* dest is a subvolume */
9228         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9229                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9230         } else { /* dest is an inode */
9231                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9232                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
9233                                            new_dentry->d_name.name,
9234                                            new_dentry->d_name.len,
9235                                            &new_rename_ctx);
9236                 if (!ret)
9237                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
9238         }
9239         if (ret) {
9240                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9241                 goto out_fail;
9242         }
9243
9244         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9245                              new_dentry->d_name.name,
9246                              new_dentry->d_name.len, 0, old_idx);
9247         if (ret) {
9248                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9249                 goto out_fail;
9250         }
9251
9252         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9253                              old_dentry->d_name.name,
9254                              old_dentry->d_name.len, 0, new_idx);
9255         if (ret) {
9256                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9257                 goto out_fail;
9258         }
9259
9260         if (old_inode->i_nlink == 1)
9261                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9262         if (new_inode->i_nlink == 1)
9263                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9264
9265         /*
9266          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9267          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9268          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9269          * are part of this rename operation were logged before.
9270          */
9271         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9272                 btrfs_pin_log_trans(root);
9273         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9274                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9275
9276         /* Do the log updates for all inodes. */
9277         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9278                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9279                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9280         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9281                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9282                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9283
9284         /* Now unpin the logs. */
9285         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9286                 btrfs_end_log_trans(root);
9287         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9288                 btrfs_end_log_trans(dest);
9289 out_fail:
9290         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9291         ret = ret ? ret : ret2;
9292 out_notrans:
9293         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9294             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9295                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9296
9297         return ret;
9298 }
9299
9300 static struct inode *new_whiteout_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
9301                                         struct inode *dir)
9302 {
9303         struct inode *inode;
9304
9305         inode = new_inode(dir->i_sb);
9306         if (inode) {
9307                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir,
9308                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9309                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9310                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9311         }
9312         return inode;
9313 }
9314
9315 static int btrfs_rename(struct user_namespace *mnt_userns,
9316                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9317                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9318                         unsigned int flags)
9319 {
9320         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9321         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9322                 .dir = old_dir,
9323                 .dentry = old_dentry,
9324         };
9325         struct btrfs_trans_handle *trans;
9326         unsigned int trans_num_items;
9327         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9328         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9329         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9330         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9331         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9332         u64 index = 0;
9333         int ret;
9334         int ret2;
9335         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9336
9337         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9338                 return -EPERM;
9339
9340         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9341         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9342                 return -EXDEV;
9343
9344         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9345             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9346                 return -ENOTEMPTY;
9347
9348         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9349             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9350                 return -ENOTEMPTY;
9351
9352
9353         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9354         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino,
9355                              new_dentry->d_name.name,
9356                              new_dentry->d_name.len);
9357
9358         if (ret) {
9359                 if (ret == -EEXIST) {
9360                         /* we shouldn't get
9361                          * eexist without a new_inode */
9362                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9363                                 return ret;
9364                         }
9365                 } else {
9366                         /* maybe -EOVERFLOW */
9367                         return ret;
9368                 }
9369         }
9370         ret = 0;
9371
9372         /*
9373          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9374          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9375          */
9376         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9377                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9378
9379         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9380                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(mnt_userns, old_dir);
9381                 if (!whiteout_args.inode)
9382                         return -ENOMEM;
9383                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9384                 if (ret)
9385                         goto out_whiteout_inode;
9386         } else {
9387                 /* 1 to update the old parent inode. */
9388                 trans_num_items = 1;
9389         }
9390
9391         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9392                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9393                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9394                 /*
9395                  * 1 to remove old root ref
9396                  * 1 to remove old root backref
9397                  * 1 to add new root ref
9398                  * 1 to add new root backref
9399                  */
9400                 trans_num_items += 4;
9401         } else {
9402                 /*
9403                  * 1 to update inode
9404                  * 1 to remove old inode ref
9405                  * 1 to add new inode ref
9406                  */
9407                 trans_num_items += 3;
9408         }
9409         /*
9410          * 1 to remove old dir item
9411          * 1 to remove old dir index
9412          * 1 to add new dir item
9413          * 1 to add new dir index
9414          */
9415         trans_num_items += 4;
9416         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9417         if (new_dir != old_dir)
9418                 trans_num_items++;
9419         if (new_inode) {
9420                 /*
9421                  * 1 to update inode
9422                  * 1 to remove inode ref
9423                  * 1 to remove dir item
9424                  * 1 to remove dir index
9425                  * 1 to possibly add orphan item
9426                  */
9427                 trans_num_items += 5;
9428         }
9429         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9430         if (IS_ERR(trans)) {
9431                 ret = PTR_ERR(trans);
9432                 goto out_notrans;
9433         }
9434
9435         if (dest != root) {
9436                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9437                 if (ret)
9438                         goto out_fail;
9439         }
9440
9441         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9442         if (ret)
9443                 goto out_fail;
9444
9445         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9446         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9447                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9448                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9449         } else {
9450                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9451                                              new_dentry->d_name.name,
9452                                              new_dentry->d_name.len,
9453                                              old_ino,
9454                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)), index);
9455                 if (ret)
9456                         goto out_fail;
9457         }
9458
9459         inode_inc_iversion(old_dir);
9460         inode_inc_iversion(new_dir);
9461         inode_inc_iversion(old_inode);
9462         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime =
9463         new_dir->i_ctime = new_dir->i_mtime =
9464         old_inode->i_ctime = current_time(old_dir);
9465
9466         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9467                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9468                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9469
9470         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9471                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9472         } else {
9473                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9474                                         BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9475                                         old_dentry->d_name.name,
9476                                         old_dentry->d_name.len,
9477                                         &rename_ctx);
9478                 if (!ret)
9479                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9480         }
9481         if (ret) {
9482                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9483                 goto out_fail;
9484         }
9485
9486         if (new_inode) {
9487                 inode_inc_iversion(new_inode);
9488                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9489                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9490                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9491                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9492                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9493                 } else {
9494                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9495                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9496                                                  new_dentry->d_name.name,
9497                                                  new_dentry->d_name.len);
9498                 }
9499                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9500                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9501                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9502                 if (ret) {
9503                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9504                         goto out_fail;
9505                 }
9506         }
9507
9508         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9509                              new_dentry->d_name.name,
9510                              new_dentry->d_name.len, 0, index);
9511         if (ret) {
9512                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9513                 goto out_fail;
9514         }
9515
9516         if (old_inode->i_nlink == 1)
9517                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9518
9519         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9520                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9521                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9522
9523         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9524                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9525                 if (ret) {
9526                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9527                         goto out_fail;
9528                 } else {
9529                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9530                         iput(whiteout_args.inode);
9531                         whiteout_args.inode = NULL;
9532                 }
9533         }
9534 out_fail:
9535         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9536         ret = ret ? ret : ret2;
9537 out_notrans:
9538         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9539                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9540         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9541                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9542 out_whiteout_inode:
9543         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9544                 iput(whiteout_args.inode);
9545         return ret;
9546 }
9547
9548 static int btrfs_rename2(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *old_dir,
9549                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9550                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9551 {
9552         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9553                 return -EINVAL;
9554
9555         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9556                 return btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9557                                           new_dentry);
9558
9559         return btrfs_rename(mnt_userns, old_dir, old_dentry, new_dir,
9560                             new_dentry, flags);
9561 }
9562
9563 struct btrfs_delalloc_work {
9564         struct inode *inode;
9565         struct completion completion;
9566         struct list_head list;
9567         struct btrfs_work work;
9568 };
9569
9570 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9571 {
9572         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9573         struct inode *inode;
9574
9575         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9576                                      work);
9577         inode = delalloc_work->inode;
9578         filemap_flush(inode->i_mapping);
9579         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9580                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9581                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9582
9583         iput(inode);
9584         complete(&delalloc_work->completion);
9585 }
9586
9587 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9588 {
9589         struct btrfs_delalloc_work *work;
9590
9591         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9592         if (!work)
9593                 return NULL;
9594
9595         init_completion(&work->completion);
9596         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9597         work->inode = inode;
9598         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9599
9600         return work;
9601 }
9602
9603 /*
9604  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9605  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9606  */
9607 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9608                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9609                                  bool in_reclaim_context)
9610 {
9611         struct btrfs_inode *binode;
9612         struct inode *inode;
9613         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9614         struct list_head works;
9615         struct list_head splice;
9616         int ret = 0;
9617         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9618
9619         INIT_LIST_HEAD(&works);
9620         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9621
9622         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9623         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9624         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9625         while (!list_empty(&splice)) {
9626                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9627                                     delalloc_inodes);
9628
9629                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9630                                &root->delalloc_inodes);
9631
9632                 if (in_reclaim_context &&
9633                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9634                         continue;
9635
9636                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9637                 if (!inode) {
9638                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9639                         continue;
9640                 }
9641                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9642
9643                 if (snapshot)
9644                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9645                                 &binode->runtime_flags);
9646                 if (full_flush) {
9647                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9648                         if (!work) {
9649                                 iput(inode);
9650                                 ret = -ENOMEM;
9651                                 goto out;
9652                         }
9653                         list_add_tail(&work->list, &works);
9654                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9655                                          &work->work);
9656                 } else {
9657                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9658                         btrfs_add_delayed_iput(inode);
9659                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9660                                 goto out;
9661                 }
9662                 cond_resched();
9663                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9664         }
9665         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9666
9667 out:
9668         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9669                 list_del_init(&work->list);
9670                 wait_for_completion(&work->completion);
9671                 kfree(work);
9672         }
9673
9674         if (!list_empty(&splice)) {
9675                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9676                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9677                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9678         }
9679         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9680         return ret;
9681 }
9682
9683 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9684 {
9685         struct writeback_control wbc = {
9686                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9687                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9688                 .range_start = 0,
9689                 .range_end = LLONG_MAX,
9690         };
9691         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9692
9693         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9694                 return -EROFS;
9695
9696         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9697 }
9698
9699 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9700                                bool in_reclaim_context)
9701 {
9702         struct writeback_control wbc = {
9703                 .nr_to_write = nr,
9704                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9705                 .range_start = 0,
9706                 .range_end = LLONG_MAX,
9707         };
9708         struct btrfs_root *root;
9709         struct list_head splice;
9710         int ret;
9711
9712         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9713                 return -EROFS;
9714
9715         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9716
9717         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9718         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9719         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9720         while (!list_empty(&splice)) {
9721                 /*
9722                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9723                  * flush.
9724                  */
9725                 if (nr == LONG_MAX)
9726                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9727
9728                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9729                                         delalloc_root);
9730                 root = btrfs_grab_root(root);
9731                 BUG_ON(!root);
9732                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9733                                &fs_info->delalloc_roots);
9734                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9735
9736                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9737                 btrfs_put_root(root);
9738                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9739                         goto out;
9740                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9741         }
9742         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9743
9744         ret = 0;
9745 out:
9746         if (!list_empty(&splice)) {
9747                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9748                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9749                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9750         }
9751         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9752         return ret;
9753 }
9754
9755 static int btrfs_symlink(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
9756                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9757 {
9758         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9759         struct btrfs_trans_handle *trans;
9760         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9761         struct btrfs_path *path;
9762         struct btrfs_key key;
9763         struct inode *inode;
9764         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9765                 .dir = dir,
9766                 .dentry = dentry,
9767         };
9768         unsigned int trans_num_items;
9769         int err;
9770         int name_len;
9771         int datasize;
9772         unsigned long ptr;
9773         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9774         struct extent_buffer *leaf;
9775
9776         name_len = strlen(symname);
9777         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9778                 return -ENAMETOOLONG;
9779
9780         inode = new_inode(dir->i_sb);
9781         if (!inode)
9782                 return -ENOMEM;
9783         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9784         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9785         inode_nohighmem(inode);
9786         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9787         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9788         inode_set_bytes(inode, name_len);
9789
9790         new_inode_args.inode = inode;
9791         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9792         if (err)
9793                 goto out_inode;
9794         /* 1 additional item for the inline extent */
9795         trans_num_items++;
9796
9797         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9798         if (IS_ERR(trans)) {
9799                 err = PTR_ERR(trans);
9800                 goto out_new_inode_args;
9801         }
9802
9803         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9804         if (err)
9805                 goto out;
9806
9807         path = btrfs_alloc_path();
9808         if (!path) {
9809                 err = -ENOMEM;
9810                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9811                 discard_new_inode(inode);
9812                 inode = NULL;
9813                 goto out;
9814         }
9815         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9816         key.offset = 0;
9817         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9818         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9819         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9820                                       datasize);
9821         if (err) {
9822                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9823                 btrfs_free_path(path);
9824                 discard_new_inode(inode);
9825                 inode = NULL;
9826                 goto out;
9827         }
9828         leaf = path->nodes[0];
9829         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9830                             struct btrfs_file_extent_item);
9831         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9832         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9833                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9834         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9835         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9836         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9837         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9838
9839         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9840         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9841         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9842         btrfs_free_path(path);
9843
9844         d_instantiate_new(dentry, inode);
9845         err = 0;
9846 out:
9847         btrfs_end_transaction(trans);
9848         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9849 out_new_inode_args:
9850         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9851 out_inode:
9852         if (err)
9853                 iput(inode);
9854         return err;
9855 }
9856
9857 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9858                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9859                                        struct btrfs_inode *inode,
9860                                        struct btrfs_key *ins,
9861                                        u64 file_offset)
9862 {
9863         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9864         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9865         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9866         struct btrfs_path *path;
9867         u64 start = ins->objectid;
9868         u64 len = ins->offset;
9869         int qgroup_released;
9870         int ret;
9871
9872         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9873
9874         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9875         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9876         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9877         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9878         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9879         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9880         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9881
9882         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9883         if (qgroup_released < 0)
9884                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9885
9886         if (trans) {
9887                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9888                                                   file_offset, &stack_fi,
9889                                                   true, qgroup_released);
9890                 if (ret)
9891                         goto free_qgroup;
9892                 return trans;
9893         }
9894
9895         extent_info.disk_offset = start;
9896         extent_info.disk_len = len;
9897         extent_info.data_offset = 0;
9898         extent_info.data_len = len;
9899         extent_info.file_offset = file_offset;
9900         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9901         extent_info.is_new_extent = true;
9902         extent_info.update_times = true;
9903         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9904         extent_info.insertions = 0;
9905
9906         path = btrfs_alloc_path();
9907         if (!path) {
9908                 ret = -ENOMEM;
9909                 goto free_qgroup;
9910         }
9911
9912         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9913                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9914                                      &trans);
9915         btrfs_free_path(path);
9916         if (ret)
9917                 goto free_qgroup;
9918         return trans;
9919
9920 free_qgroup:
9921         /*
9922          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9923          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9924          * transaction.
9925          * But if we error out early, we have to free what we have released
9926          * or we leak qgroup data reservation.
9927          */
9928         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9929                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9930                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9931         return ERR_PTR(ret);
9932 }
9933
9934 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9935                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9936                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9937                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9938 {
9939         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9940         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
9941         struct extent_map *em;
9942         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9943         struct btrfs_key ins;
9944         u64 cur_offset = start;
9945         u64 clear_offset = start;
9946         u64 i_size;
9947         u64 cur_bytes;
9948         u64 last_alloc = (u64)-1;
9949         int ret = 0;
9950         bool own_trans = true;
9951         u64 end = start + num_bytes - 1;
9952
9953         if (trans)
9954                 own_trans = false;
9955         while (num_bytes > 0) {
9956                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9957                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9958                 /*
9959                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9960                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9961                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9962                  * sized chunks.
9963                  */
9964                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9965                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9966                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9967                 if (ret)
9968                         break;
9969
9970                 /*
9971                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9972                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9973                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9974                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9975                  * clear_offset by our extent size.
9976                  */
9977                 clear_offset += ins.offset;
9978
9979                 last_alloc = ins.offset;
9980                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9981                                                     &ins, cur_offset);
9982                 /*
9983                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9984                  * decrement the number of reservations in the block group.
9985                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9986                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9987                  */
9988                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9989                 if (IS_ERR(trans)) {
9990                         ret = PTR_ERR(trans);
9991                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9992                                                    ins.offset, 0);
9993                         break;
9994                 }
9995
9996                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9997                                         cur_offset + ins.offset -1, 0);
9998
9999                 em = alloc_extent_map();
10000                 if (!em) {
10001                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
10002                         goto next;
10003                 }
10004
10005                 em->start = cur_offset;
10006                 em->orig_start = cur_offset;
10007                 em->len = ins.offset;
10008                 em->block_start = ins.objectid;
10009                 em->block_len = ins.offset;
10010                 em->orig_block_len = ins.offset;
10011                 em->ram_bytes = ins.offset;
10012                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
10013                 em->generation = trans->transid;
10014
10015                 while (1) {
10016                         write_lock(&em_tree->lock);
10017                         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
10018                         write_unlock(&em_tree->lock);
10019                         if (ret != -EEXIST)
10020                                 break;
10021                         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
10022                                                 cur_offset + ins.offset - 1,
10023                                                 0);
10024                 }
10025                 free_extent_map(em);
10026 next:
10027                 num_bytes -= ins.offset;
10028                 cur_offset += ins.offset;
10029                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
10030
10031                 inode_inc_iversion(inode);
10032                 inode->i_ctime = current_time(inode);
10033                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
10034                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
10035                     (actual_len > inode->i_size) &&
10036                     (cur_offset > inode->i_size)) {
10037                         if (cur_offset > actual_len)
10038                                 i_size = actual_len;
10039                         else
10040                                 i_size = cur_offset;
10041                         i_size_write(inode, i_size);
10042                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
10043                 }
10044
10045                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
10046
10047                 if (ret) {
10048                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
10049                         if (own_trans)
10050                                 btrfs_end_transaction(trans);
10051                         break;
10052                 }
10053
10054                 if (own_trans) {
10055                         btrfs_end_transaction(trans);
10056                         trans = NULL;
10057                 }
10058         }
10059         if (clear_offset < end)
10060                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
10061                         end - clear_offset + 1);
10062         return ret;
10063 }
10064
10065 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
10066                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10067                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10068 {
10069         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10070                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
10071                                            NULL);
10072 }
10073
10074 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
10075                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
10076                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10077                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10078 {
10079         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10080                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
10081 }
10082
10083 static int btrfs_permission(struct user_namespace *mnt_userns,
10084                             struct inode *inode, int mask)
10085 {
10086         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10087         umode_t mode = inode->i_mode;
10088
10089         if (mask & MAY_WRITE &&
10090             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
10091                 if (btrfs_root_readonly(root))
10092                         return -EROFS;
10093                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
10094                         return -EACCES;
10095         }
10096         return generic_permission(mnt_userns, inode, mask);
10097 }
10098
10099 static int btrfs_tmpfile(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
10100                          struct dentry *dentry, umode_t mode)
10101 {
10102         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
10103         struct btrfs_trans_handle *trans;
10104         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
10105         struct inode *inode;
10106         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
10107                 .dir = dir,
10108                 .dentry = dentry,
10109                 .orphan = true,
10110         };
10111         unsigned int trans_num_items;
10112         int ret;
10113
10114         inode = new_inode(dir->i_sb);
10115         if (!inode)
10116                 return -ENOMEM;
10117         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
10118         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
10119         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
10120         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
10121
10122         new_inode_args.inode = inode;
10123         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
10124         if (ret)
10125                 goto out_inode;
10126
10127         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
10128         if (IS_ERR(trans)) {
10129                 ret = PTR_ERR(trans);
10130                 goto out_new_inode_args;
10131         }
10132
10133         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
10134
10135         /*
10136          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
10137          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
10138          * 0, through:
10139          *
10140          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
10141          */
10142         set_nlink(inode, 1);
10143
10144         if (!ret) {
10145                 d_tmpfile(dentry, inode);
10146                 unlock_new_inode(inode);
10147                 mark_inode_dirty(inode);
10148         }
10149
10150         btrfs_end_transaction(trans);
10151         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
10152 out_new_inode_args:
10153         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
10154 out_inode:
10155         if (ret)
10156                 iput(inode);
10157         return ret;
10158 }
10159
10160 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10161 {
10162         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10163         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
10164         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
10165         struct page *page;
10166         u32 len;
10167
10168         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
10169         len = end + 1 - start;
10170         while (index <= end_index) {
10171                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
10172                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
10173
10174                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
10175                 put_page(page);
10176                 index++;
10177         }
10178 }
10179
10180 static int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(
10181                                 struct btrfs_fs_info *fs_info,
10182                                 int compress_type)
10183 {
10184         switch (compress_type) {
10185         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
10186                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
10187         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
10188                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
10189         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
10190                 /*
10191                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
10192                  * sector size that we support.
10193                  */
10194                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
10195                         return -EINVAL;
10196                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
10197                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
10198         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
10199                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
10200         default:
10201                 return -EUCLEAN;
10202         }
10203 }
10204
10205 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
10206                                 struct kiocb *iocb,
10207                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
10208                                 u64 lockend,
10209                                 struct extent_state **cached_state,
10210                                 u64 extent_start, size_t count,
10211                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
10212                                 bool *unlocked)
10213 {
10214         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10215         struct btrfs_root *root = inode->root;
10216         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10217         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10218         struct btrfs_path *path;
10219         struct extent_buffer *leaf;
10220         struct btrfs_file_extent_item *item;
10221         u64 ram_bytes;
10222         unsigned long ptr;
10223         void *tmp;
10224         ssize_t ret;
10225
10226         path = btrfs_alloc_path();
10227         if (!path) {
10228                 ret = -ENOMEM;
10229                 goto out;
10230         }
10231         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
10232                                        extent_start, 0);
10233         if (ret) {
10234                 if (ret > 0) {
10235                         /* The extent item disappeared? */
10236                         ret = -EIO;
10237                 }
10238                 goto out;
10239         }
10240         leaf = path->nodes[0];
10241         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
10242
10243         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
10244         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
10245
10246         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
10247                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10248         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10249                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
10250         if (ret < 0)
10251                 goto out;
10252         encoded->compression = ret;
10253         if (encoded->compression) {
10254                 size_t inline_size;
10255
10256                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
10257                                                                 path->slots[0]);
10258                 if (inline_size > count) {
10259                         ret = -ENOBUFS;
10260                         goto out;
10261                 }
10262                 count = inline_size;
10263                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
10264                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
10265         } else {
10266                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10267                 encoded->len = count;
10268                 encoded->unencoded_len = count;
10269                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10270         }
10271
10272         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10273         if (!tmp) {
10274                 ret = -ENOMEM;
10275                 goto out;
10276         }
10277         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10278         btrfs_release_path(path);
10279         unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, cached_state);
10280         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10281         *unlocked = true;
10282
10283         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10284         if (ret != count)
10285                 ret = -EFAULT;
10286         kfree(tmp);
10287 out:
10288         btrfs_free_path(path);
10289         return ret;
10290 }
10291
10292 struct btrfs_encoded_read_private {
10293         struct btrfs_inode *inode;
10294         u64 file_offset;
10295         wait_queue_head_t wait;
10296         atomic_t pending;
10297         blk_status_t status;
10298         bool skip_csum;
10299 };
10300
10301 static blk_status_t submit_encoded_read_bio(struct btrfs_inode *inode,
10302                                             struct bio *bio, int mirror_num)
10303 {
10304         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bio->bi_private;
10305         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
10306         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10307         blk_status_t ret;
10308
10309         if (!priv->skip_csum) {
10310                 ret = btrfs_lookup_bio_sums(&inode->vfs_inode, bio, NULL);
10311                 if (ret)
10312                         return ret;
10313         }
10314
10315         ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA);
10316         if (ret) {
10317                 btrfs_bio_free_csum(bbio);
10318                 return ret;
10319         }
10320
10321         atomic_inc(&priv->pending);
10322         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num);
10323         if (ret) {
10324                 atomic_dec(&priv->pending);
10325                 btrfs_bio_free_csum(bbio);
10326         }
10327         return ret;
10328 }
10329
10330 static blk_status_t btrfs_encoded_read_verify_csum(struct btrfs_bio *bbio)
10331 {
10332         const bool uptodate = (bbio->bio.bi_status == BLK_STS_OK);
10333         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->bio.bi_private;
10334         struct btrfs_inode *inode = priv->inode;
10335         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10336         u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
10337         struct bio_vec *bvec;
10338         struct bvec_iter_all iter_all;
10339         u64 start = priv->file_offset;
10340         u32 bio_offset = 0;
10341
10342         if (priv->skip_csum || !uptodate)
10343                 return bbio->bio.bi_status;
10344
10345         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
10346                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
10347
10348                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec->bv_len);
10349                 pgoff = bvec->bv_offset;
10350                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
10351                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
10352                         if (check_data_csum(&inode->vfs_inode, bbio, bio_offset,
10353                                             bvec->bv_page, pgoff, start))
10354                                 return BLK_STS_IOERR;
10355                         start += sectorsize;
10356                         bio_offset += sectorsize;
10357                         pgoff += sectorsize;
10358                 }
10359         }
10360         return BLK_STS_OK;
10361 }
10362
10363 static void btrfs_encoded_read_endio(struct bio *bio)
10364 {
10365         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bio->bi_private;
10366         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
10367         blk_status_t status;
10368
10369         status = btrfs_encoded_read_verify_csum(bbio);
10370         if (status) {
10371                 /*
10372                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10373                  * pairs with the memory barrier implied by the
10374                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10375                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10376                  * write is observed before the load of status in
10377                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10378                  */
10379                 WRITE_ONCE(priv->status, status);
10380         }
10381         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10382                 wake_up(&priv->wait);
10383         btrfs_bio_free_csum(bbio);
10384         bio_put(bio);
10385 }
10386
10387 static int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10388                                                  u64 file_offset,
10389                                                  u64 disk_bytenr,
10390                                                  u64 disk_io_size,
10391                                                  struct page **pages)
10392 {
10393         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10394         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10395                 .inode = inode,
10396                 .file_offset = file_offset,
10397                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10398                 .skip_csum = (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM),
10399         };
10400         unsigned long i = 0;
10401         u64 cur = 0;
10402         int ret;
10403
10404         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10405         /*
10406          * Submit bios for the extent, splitting due to bio or stripe limits as
10407          * necessary.
10408          */
10409         while (cur < disk_io_size) {
10410                 struct extent_map *em;
10411                 struct btrfs_io_geometry geom;
10412                 struct bio *bio = NULL;
10413                 u64 remaining;
10414
10415                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, disk_bytenr + cur,
10416                                          disk_io_size - cur);
10417                 if (IS_ERR(em)) {
10418                         ret = PTR_ERR(em);
10419                 } else {
10420                         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, BTRFS_MAP_READ,
10421                                                     disk_bytenr + cur, &geom);
10422                         free_extent_map(em);
10423                 }
10424                 if (ret) {
10425                         WRITE_ONCE(priv.status, errno_to_blk_status(ret));
10426                         break;
10427                 }
10428                 remaining = min(geom.len, disk_io_size - cur);
10429                 while (bio || remaining) {
10430                         size_t bytes = min_t(u64, remaining, PAGE_SIZE);
10431
10432                         if (!bio) {
10433                                 bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS);
10434                                 bio->bi_iter.bi_sector =
10435                                         (disk_bytenr + cur) >> SECTOR_SHIFT;
10436                                 bio->bi_end_io = btrfs_encoded_read_endio;
10437                                 bio->bi_private = &priv;
10438                                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
10439                         }
10440
10441                         if (!bytes ||
10442                             bio_add_page(bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10443                                 blk_status_t status;
10444
10445                                 status = submit_encoded_read_bio(inode, bio, 0);
10446                                 if (status) {
10447                                         WRITE_ONCE(priv.status, status);
10448                                         bio_put(bio);
10449                                         goto out;
10450                                 }
10451                                 bio = NULL;
10452                                 continue;
10453                         }
10454
10455                         i++;
10456                         cur += bytes;
10457                         remaining -= bytes;
10458                 }
10459         }
10460
10461 out:
10462         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10463                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10464         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10465         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10466 }
10467
10468 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10469                                           struct iov_iter *iter,
10470                                           u64 start, u64 lockend,
10471                                           struct extent_state **cached_state,
10472                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10473                                           size_t count, bool compressed,
10474                                           bool *unlocked)
10475 {
10476         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10477         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10478         struct page **pages;
10479         unsigned long nr_pages, i;
10480         u64 cur;
10481         size_t page_offset;
10482         ssize_t ret;
10483
10484         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10485         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10486         if (!pages)
10487                 return -ENOMEM;
10488         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10489         if (ret) {
10490                 ret = -ENOMEM;
10491                 goto out;
10492                 }
10493
10494         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10495                                                     disk_io_size, pages);
10496         if (ret)
10497                 goto out;
10498
10499         unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, cached_state);
10500         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10501         *unlocked = true;
10502
10503         if (compressed) {
10504                 i = 0;
10505                 page_offset = 0;
10506         } else {
10507                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10508                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10509         }
10510         cur = 0;
10511         while (cur < count) {
10512                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10513                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10514
10515                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10516                                       iter) != bytes) {
10517                         ret = -EFAULT;
10518                         goto out;
10519                 }
10520                 i++;
10521                 cur += bytes;
10522                 page_offset = 0;
10523         }
10524         ret = count;
10525 out:
10526         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10527                 if (pages[i])
10528                         __free_page(pages[i]);
10529         }
10530         kfree(pages);
10531         return ret;
10532 }
10533
10534 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10535                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10536 {
10537         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10538         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10539         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10540         ssize_t ret;
10541         size_t count = iov_iter_count(iter);
10542         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10543         struct extent_state *cached_state = NULL;
10544         struct extent_map *em;
10545         bool unlocked = false;
10546
10547         file_accessed(iocb->ki_filp);
10548
10549         btrfs_inode_lock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10550
10551         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10552                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10553                 return 0;
10554         }
10555         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10556         /*
10557          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10558          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10559          */
10560         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10561
10562         for (;;) {
10563                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10564
10565                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10566                                                lockend - start + 1);
10567                 if (ret)
10568                         goto out_unlock_inode;
10569                 lock_extent_bits(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10570                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10571                                                      lockend - start + 1);
10572                 if (!ordered)
10573                         break;
10574                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10575                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10576                 cond_resched();
10577         }
10578
10579         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10580         if (IS_ERR(em)) {
10581                 ret = PTR_ERR(em);
10582                 goto out_unlock_extent;
10583         }
10584
10585         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10586                 u64 extent_start = em->start;
10587
10588                 /*
10589                  * For inline extents we get everything we need out of the
10590                  * extent item.
10591                  */
10592                 free_extent_map(em);
10593                 em = NULL;
10594                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10595                                                 &cached_state, extent_start,
10596                                                 count, encoded, &unlocked);
10597                 goto out;
10598         }
10599
10600         /*
10601          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10602          * that.
10603          */
10604         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10605                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10606         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10607             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10608                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10609                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10610                 encoded->len = count;
10611                 encoded->unencoded_len = count;
10612         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10613                 disk_bytenr = em->block_start;
10614                 /*
10615                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10616                  * compressed extent.
10617                  */
10618                 if (em->block_len > count) {
10619                         ret = -ENOBUFS;
10620                         goto out_em;
10621                 }
10622                 disk_io_size = count = em->block_len;
10623                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10624                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10625                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10626                                                              em->compress_type);
10627                 if (ret < 0)
10628                         goto out_em;
10629                 encoded->compression = ret;
10630         } else {
10631                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10632                 if (encoded->len > count)
10633                         encoded->len = count;
10634                 /*
10635                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10636                  * allocations that we'll do.
10637                  */
10638                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10639                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10640                 encoded->len = count;
10641                 encoded->unencoded_len = count;
10642                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10643         }
10644         free_extent_map(em);
10645         em = NULL;
10646
10647         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10648                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10649                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10650                 unlocked = true;
10651                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10652                 if (ret != count)
10653                         ret = -EFAULT;
10654         } else {
10655                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10656                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10657                                                  disk_io_size, count,
10658                                                  encoded->compression,
10659                                                  &unlocked);
10660         }
10661
10662 out:
10663         if (ret >= 0)
10664                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10665 out_em:
10666         free_extent_map(em);
10667 out_unlock_extent:
10668         if (!unlocked)
10669                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10670 out_unlock_inode:
10671         if (!unlocked)
10672                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10673         return ret;
10674 }
10675
10676 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10677                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10678 {
10679         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10680         struct btrfs_root *root = inode->root;
10681         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10682         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10683         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10684         struct extent_state *cached_state = NULL;
10685         int compression;
10686         size_t orig_count;
10687         u64 start, end;
10688         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10689         unsigned long nr_pages, i;
10690         struct page **pages;
10691         struct btrfs_key ins;
10692         bool extent_reserved = false;
10693         struct extent_map *em;
10694         ssize_t ret;
10695
10696         switch (encoded->compression) {
10697         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10698                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10699                 break;
10700         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10701                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10702                 break;
10703         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10704         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10705         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10706         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10707         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10708                 /* The sector size must match for LZO. */
10709                 if (encoded->compression -
10710                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10711                     fs_info->sectorsize_bits)
10712                         return -EINVAL;
10713                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10714                 break;
10715         default:
10716                 return -EINVAL;
10717         }
10718         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10719                 return -EINVAL;
10720
10721         orig_count = iov_iter_count(from);
10722
10723         /* The extent size must be sane. */
10724         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10725             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10726                 return -EINVAL;
10727
10728         /*
10729          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10730          *
10731          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10732          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10733          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10734          * extents.
10735          *
10736          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10737          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10738          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10739          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10740          */
10741         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10742                 return -EINVAL;
10743
10744         /* The extent must start on a sector boundary. */
10745         start = iocb->ki_pos;
10746         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10747                 return -EINVAL;
10748
10749         /*
10750          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10751          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10752          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10753          */
10754         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10755             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10756                 return -EINVAL;
10757
10758         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10759         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10760                 return -EINVAL;
10761
10762         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10763         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10764         end = start + num_bytes - 1;
10765
10766         /*
10767          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10768          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10769          * isn't.
10770          */
10771         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10772         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10773         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10774         if (!pages)
10775                 return -ENOMEM;
10776         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10777                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10778                 char *kaddr;
10779
10780                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10781                 if (!pages[i]) {
10782                         ret = -ENOMEM;
10783                         goto out_pages;
10784                 }
10785                 kaddr = kmap(pages[i]);
10786                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10787                         kunmap(pages[i]);
10788                         ret = -EFAULT;
10789                         goto out_pages;
10790                 }
10791                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10792                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10793                 kunmap(pages[i]);
10794         }
10795
10796         for (;;) {
10797                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10798
10799                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10800                 if (ret)
10801                         goto out_pages;
10802                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10803                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10804                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10805                 if (ret)
10806                         goto out_pages;
10807                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
10808                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10809                 if (!ordered &&
10810                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10811                         break;
10812                 if (ordered)
10813                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10814                 unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10815                 cond_resched();
10816         }
10817
10818         /*
10819          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10820          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10821          */
10822         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10823         if (ret)
10824                 goto out_unlock;
10825         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10826         if (ret)
10827                 goto out_free_data_space;
10828         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10829                                               false);
10830         if (ret)
10831                 goto out_qgroup_free_data;
10832
10833         /* Try an inline extent first. */
10834         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10835             encoded->unencoded_offset == 0) {
10836                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10837                                             compression, pages, true);
10838                 if (ret <= 0) {
10839                         if (ret == 0)
10840                                 ret = orig_count;
10841                         goto out_delalloc_release;
10842                 }
10843         }
10844
10845         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10846                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10847         if (ret)
10848                 goto out_delalloc_release;
10849         extent_reserved = true;
10850
10851         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10852                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10853                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10854                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10855         if (IS_ERR(em)) {
10856                 ret = PTR_ERR(em);
10857                 goto out_free_reserved;
10858         }
10859         free_extent_map(em);
10860
10861         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10862                                        ins.objectid, ins.offset,
10863                                        encoded->unencoded_offset,
10864                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10865                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10866                                        compression);
10867         if (ret) {
10868                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start, end, 0);
10869                 goto out_free_reserved;
10870         }
10871         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10872
10873         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10874                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10875
10876         unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10877
10878         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10879
10880         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10881                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, NULL,
10882                                           false)) {
10883                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, pages[0], start, end, 0);
10884                 ret = -EIO;
10885                 goto out_pages;
10886         }
10887         ret = orig_count;
10888         goto out;
10889
10890 out_free_reserved:
10891         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10892         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10893 out_delalloc_release:
10894         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10895         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10896 out_qgroup_free_data:
10897         if (ret < 0)
10898                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10899 out_free_data_space:
10900         /*
10901          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10902          * bytes_may_use.
10903          */
10904         if (!extent_reserved)
10905                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10906 out_unlock:
10907         unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10908 out_pages:
10909         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10910                 if (pages[i])
10911                         __free_page(pages[i]);
10912         }
10913         kvfree(pages);
10914 out:
10915         if (ret >= 0)
10916                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10917         return ret;
10918 }
10919
10920 #ifdef CONFIG_SWAP
10921 /*
10922  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10923  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10924  * negative errno on failure.
10925  */
10926 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10927                                   bool is_block_group)
10928 {
10929         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10930         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10931         struct rb_node **p;
10932         struct rb_node *parent = NULL;
10933
10934         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10935         if (!sp)
10936                 return -ENOMEM;
10937         sp->ptr = ptr;
10938         sp->inode = inode;
10939         sp->is_block_group = is_block_group;
10940         sp->bg_extent_count = 1;
10941
10942         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10943         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10944         while (*p) {
10945                 parent = *p;
10946                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10947                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10948                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10949                         p = &(*p)->rb_left;
10950                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10951                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10952                         p = &(*p)->rb_right;
10953                 } else {
10954                         if (is_block_group)
10955                                 entry->bg_extent_count++;
10956                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10957                         kfree(sp);
10958                         return 1;
10959                 }
10960         }
10961         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10962         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10963         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10964         return 0;
10965 }
10966
10967 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10968 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10969 {
10970         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10971         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10972         struct rb_node *node, *next;
10973
10974         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10975         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10976         while (node) {
10977                 next = rb_next(node);
10978                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10979                 if (sp->inode == inode) {
10980                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10981                         if (sp->is_block_group) {
10982                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10983                                                            sp->bg_extent_count);
10984                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10985                         }
10986                         kfree(sp);
10987                 }
10988                 node = next;
10989         }
10990         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10991 }
10992
10993 struct btrfs_swap_info {
10994         u64 start;
10995         u64 block_start;
10996         u64 block_len;
10997         u64 lowest_ppage;
10998         u64 highest_ppage;
10999         unsigned long nr_pages;
11000         int nr_extents;
11001 };
11002
11003 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
11004                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
11005 {
11006         unsigned long nr_pages;
11007         unsigned long max_pages;
11008         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
11009         int ret;
11010
11011         /*
11012          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
11013          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
11014          * the max size set in the swap header.
11015          */
11016         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
11017                 return 0;
11018
11019         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
11020         first_ppage = ALIGN(bsi->block_start, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
11021         next_ppage = ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len,
11022                                 PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
11023
11024         if (first_ppage >= next_ppage)
11025                 return 0;
11026         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
11027         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
11028
11029         first_ppage_reported = first_ppage;
11030         if (bsi->start == 0)
11031                 first_ppage_reported++;
11032         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
11033                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
11034         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
11035                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
11036
11037         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
11038         if (ret < 0)
11039                 return ret;
11040         bsi->nr_extents += ret;
11041         bsi->nr_pages += nr_pages;
11042         return 0;
11043 }
11044
11045 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11046 {
11047         struct inode *inode = file_inode(file);
11048
11049         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
11050         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
11051 }
11052
11053 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11054                                sector_t *span)
11055 {
11056         struct inode *inode = file_inode(file);
11057         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
11058         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
11059         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
11060         struct extent_state *cached_state = NULL;
11061         struct extent_map *em = NULL;
11062         struct btrfs_device *device = NULL;
11063         struct btrfs_swap_info bsi = {
11064                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
11065         };
11066         int ret = 0;
11067         u64 isize;
11068         u64 start;
11069
11070         /*
11071          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
11072          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
11073          * we don't really care.
11074          */
11075         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
11076         if (ret)
11077                 return ret;
11078
11079         /*
11080          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
11081          */
11082         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
11083                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11084                 return -EINVAL;
11085         }
11086         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
11087                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
11088                 return -EINVAL;
11089         }
11090         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
11091                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
11092                 return -EINVAL;
11093         }
11094
11095         /*
11096          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
11097          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
11098          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
11099          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
11100          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
11101          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
11102          * really worth the trouble to allow it.
11103          */
11104         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
11105                 btrfs_warn(fs_info,
11106            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
11107                 return -EBUSY;
11108         }
11109
11110         /*
11111          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
11112          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
11113          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
11114          * completes before the first write into the swap file after it is
11115          * activated, than that write would fallback to COW.
11116          */
11117         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
11118                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11119                 btrfs_warn(fs_info,
11120            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
11121                 return -EINVAL;
11122         }
11123         /*
11124          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
11125          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
11126          * before walking the extents because we don't want a concurrent
11127          * snapshot to run after we've already checked the extents.
11128          *
11129          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
11130          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
11131          * activating the swapfile.
11132          */
11133         spin_lock(&root->root_item_lock);
11134         if (btrfs_root_dead(root)) {
11135                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
11136
11137                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11138                 btrfs_warn(fs_info,
11139                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
11140                         root->root_key.objectid);
11141                 return -EPERM;
11142         }
11143         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
11144         spin_unlock(&root->root_item_lock);
11145
11146         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
11147
11148         lock_extent_bits(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11149         start = 0;
11150         while (start < isize) {
11151                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
11152                 struct btrfs_block_group *bg;
11153                 u64 len = isize - start;
11154
11155                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
11156                 if (IS_ERR(em)) {
11157                         ret = PTR_ERR(em);
11158                         goto out;
11159                 }
11160
11161                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
11162                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
11163                         ret = -EINVAL;
11164                         goto out;
11165                 }
11166                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
11167                         /*
11168                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
11169                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
11170                          * big enough to store more than the swap header, but in
11171                          * case something changes in the future, let's catch it
11172                          * here rather than later.
11173                          */
11174                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
11175                         ret = -EINVAL;
11176                         goto out;
11177                 }
11178                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
11179                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11180                         ret = -EINVAL;
11181                         goto out;
11182                 }
11183
11184                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
11185                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
11186                 free_extent_map(em);
11187                 em = NULL;
11188
11189                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, true);
11190                 if (ret < 0) {
11191                         goto out;
11192                 } else if (ret) {
11193                         ret = 0;
11194                 } else {
11195                         btrfs_warn(fs_info,
11196                                    "swapfile must not be copy-on-write");
11197                         ret = -EINVAL;
11198                         goto out;
11199                 }
11200
11201                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
11202                 if (IS_ERR(em)) {
11203                         ret = PTR_ERR(em);
11204                         goto out;
11205                 }
11206
11207                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
11208                         btrfs_warn(fs_info,
11209                                    "swapfile must have single data profile");
11210                         ret = -EINVAL;
11211                         goto out;
11212                 }
11213
11214                 if (device == NULL) {
11215                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
11216                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
11217                         if (ret == 1)
11218                                 ret = 0;
11219                         else if (ret)
11220                                 goto out;
11221                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
11222                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
11223                         ret = -EINVAL;
11224                         goto out;
11225                 }
11226
11227                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
11228                                         (logical_block_start - em->start));
11229                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
11230                 free_extent_map(em);
11231                 em = NULL;
11232
11233                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
11234                 if (!bg) {
11235                         btrfs_warn(fs_info,
11236                            "could not find block group containing swapfile");
11237                         ret = -EINVAL;
11238                         goto out;
11239                 }
11240
11241                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
11242                         btrfs_warn(fs_info,
11243                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
11244                            bg->start,
11245                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
11246                                        " (scrub running)" : "");
11247                         btrfs_put_block_group(bg);
11248                         ret = -EINVAL;
11249                         goto out;
11250                 }
11251
11252                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
11253                 if (ret) {
11254                         btrfs_put_block_group(bg);
11255                         if (ret == 1)
11256                                 ret = 0;
11257                         else
11258                                 goto out;
11259                 }
11260
11261                 if (bsi.block_len &&
11262                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
11263                         bsi.block_len += len;
11264                 } else {
11265                         if (bsi.block_len) {
11266                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11267                                 if (ret)
11268                                         goto out;
11269                         }
11270                         bsi.start = start;
11271                         bsi.block_start = physical_block_start;
11272                         bsi.block_len = len;
11273                 }
11274
11275                 start += len;
11276         }
11277
11278         if (bsi.block_len)
11279                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11280
11281 out:
11282         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
11283                 free_extent_map(em);
11284
11285         unlock_extent_cached(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11286
11287         if (ret)
11288                 btrfs_swap_deactivate(file);
11289
11290         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
11291
11292         btrfs_exclop_finish(fs_info);
11293
11294         if (ret)
11295                 return ret;
11296
11297         if (device)
11298                 sis->bdev = device->bdev;
11299         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
11300         sis->max = bsi.nr_pages;
11301         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
11302         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
11303         return bsi.nr_extents;
11304 }
11305 #else
11306 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11307 {
11308 }
11309
11310 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11311                                sector_t *span)
11312 {
11313         return -EOPNOTSUPP;
11314 }
11315 #endif
11316
11317 /*
11318  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
11319  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
11320  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
11321  * always get a correct value.
11322  */
11323 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
11324                               const u64 add_bytes,
11325                               const u64 del_bytes)
11326 {
11327         if (add_bytes == del_bytes)
11328                 return;
11329
11330         spin_lock(&inode->lock);
11331         if (del_bytes > 0)
11332                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
11333         if (add_bytes > 0)
11334                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
11335         spin_unlock(&inode->lock);
11336 }
11337
11338 /**
11339  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
11340  *
11341  * @inode:   The target inode.
11342  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
11343  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
11344  *           sector size aligned.
11345  *
11346  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
11347  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
11348  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
11349  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
11350  * the inode's io_tree.
11351  */
11352 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
11353 {
11354         struct btrfs_root *root = inode->root;
11355         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
11356
11357         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
11358                 return;
11359
11360         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
11361         if (ordered) {
11362                 btrfs_err(root->fs_info,
11363 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
11364                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
11365                           ordered->file_offset,
11366                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11367                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11368         }
11369
11370         ASSERT(ordered == NULL);
11371 }
11372
11373 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11374         .getattr        = btrfs_getattr,
11375         .lookup         = btrfs_lookup,
11376         .create         = btrfs_create,
11377         .unlink         = btrfs_unlink,
11378         .link           = btrfs_link,
11379         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11380         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11381         .rename         = btrfs_rename2,
11382         .symlink        = btrfs_symlink,
11383         .setattr        = btrfs_setattr,
11384         .mknod          = btrfs_mknod,
11385         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11386         .permission     = btrfs_permission,
11387         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11388         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11389         .update_time    = btrfs_update_time,
11390         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11391         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11392         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11393 };
11394
11395 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11396         .llseek         = generic_file_llseek,
11397         .read           = generic_read_dir,
11398         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11399         .open           = btrfs_opendir,
11400         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11401 #ifdef CONFIG_COMPAT
11402         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11403 #endif
11404         .release        = btrfs_release_file,
11405         .fsync          = btrfs_sync_file,
11406 };
11407
11408 /*
11409  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11410  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11411  * these extents won't change over the life of the file and they
11412  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11413  *
11414  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11415  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11416  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11417  *
11418  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11419  */
11420 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11421         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11422         .writepage      = btrfs_writepage,
11423         .writepages     = btrfs_writepages,
11424         .readahead      = btrfs_readahead,
11425         .direct_IO      = noop_direct_IO,
11426         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11427         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11428 #ifdef CONFIG_MIGRATION
11429         .migratepage    = btrfs_migratepage,
11430 #endif
11431         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11432         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
11433         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11434         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11435 };
11436
11437 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11438         .getattr        = btrfs_getattr,
11439         .setattr        = btrfs_setattr,
11440         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11441         .permission     = btrfs_permission,
11442         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11443         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11444         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11445         .update_time    = btrfs_update_time,
11446         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11447         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11448 };
11449 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11450         .getattr        = btrfs_getattr,
11451         .setattr        = btrfs_setattr,
11452         .permission     = btrfs_permission,
11453         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11454         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11455         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11456         .update_time    = btrfs_update_time,
11457 };
11458 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11459         .get_link       = page_get_link,
11460         .getattr        = btrfs_getattr,
11461         .setattr        = btrfs_setattr,
11462         .permission     = btrfs_permission,
11463         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11464         .update_time    = btrfs_update_time,
11465 };
11466
11467 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11468         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11469 };