]> git.samba.org - sfrench/cifs-2.6.git/blob - fs/btrfs/inode.c
Merge tag 'mm-nonmm-stable-2024-05-19-11-56' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux...
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "ordered-data.h"
43 #include "xattr.h"
44 #include "tree-log.h"
45 #include "bio.h"
46 #include "compression.h"
47 #include "locking.h"
48 #include "props.h"
49 #include "qgroup.h"
50 #include "delalloc-space.h"
51 #include "block-group.h"
52 #include "space-info.h"
53 #include "zoned.h"
54 #include "subpage.h"
55 #include "inode-item.h"
56 #include "fs.h"
57 #include "accessors.h"
58 #include "extent-tree.h"
59 #include "root-tree.h"
60 #include "defrag.h"
61 #include "dir-item.h"
62 #include "file-item.h"
63 #include "uuid-tree.h"
64 #include "ioctl.h"
65 #include "file.h"
66 #include "acl.h"
67 #include "relocation.h"
68 #include "verity.h"
69 #include "super.h"
70 #include "orphan.h"
71 #include "backref.h"
72 #include "raid-stripe-tree.h"
73
74 struct btrfs_iget_args {
75         u64 ino;
76         struct btrfs_root *root;
77 };
78
79 struct btrfs_dio_data {
80         ssize_t submitted;
81         struct extent_changeset *data_reserved;
82         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
83         bool data_space_reserved;
84         bool nocow_done;
85 };
86
87 struct btrfs_dio_private {
88         /* Range of I/O */
89         u64 file_offset;
90         u32 bytes;
91
92         /* This must be last */
93         struct btrfs_bio bbio;
94 };
95
96 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
97
98 struct btrfs_rename_ctx {
99         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
100         u64 index;
101 };
102
103 /*
104  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
105  * resolution and output of error message.
106  */
107 struct data_reloc_warn {
108         struct btrfs_path path;
109         struct btrfs_fs_info *fs_info;
110         u64 extent_item_size;
111         u64 logical;
112         int mirror_num;
113 };
114
115 /*
116  * For the file_extent_tree, we want to hold the inode lock when we lookup and
117  * update the disk_i_size, but lockdep will complain because our io_tree we hold
118  * the tree lock and get the inode lock when setting delalloc. These two things
119  * are unrelated, so make a class for the file_extent_tree so we don't get the
120  * two locking patterns mixed up.
121  */
122 static struct lock_class_key file_extent_tree_class;
123
124 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
125 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
126 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
127 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
128 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
129 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
130
131 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
132
133 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
134 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
135
136 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
137                                      struct page *locked_page, u64 start,
138                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
139                                      bool pages_dirty);
140 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
141                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
142                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
143                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
144                                        int type);
145
146 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
147                                           u64 root, void *warn_ctx)
148 {
149         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
150         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
151         struct extent_buffer *eb;
152         struct btrfs_inode_item *inode_item;
153         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
154         struct btrfs_root *local_root;
155         struct btrfs_key key;
156         unsigned int nofs_flag;
157         u32 nlink;
158         int ret;
159
160         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
161         if (IS_ERR(local_root)) {
162                 ret = PTR_ERR(local_root);
163                 goto err;
164         }
165
166         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
167         key.objectid = inum;
168         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
169         key.offset = 0;
170
171         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
172         if (ret) {
173                 btrfs_put_root(local_root);
174                 btrfs_release_path(&warn->path);
175                 goto err;
176         }
177
178         eb = warn->path.nodes[0];
179         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
180         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
181         btrfs_release_path(&warn->path);
182
183         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
184         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
185         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
186         if (IS_ERR(ipath)) {
187                 btrfs_put_root(local_root);
188                 ret = PTR_ERR(ipath);
189                 ipath = NULL;
190                 /*
191                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
192                  * without filename.
193                  */
194                 btrfs_warn(fs_info,
195 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
196                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
197                 return ret;
198         }
199         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
200         if (ret < 0)
201                 goto err;
202
203         /*
204          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
205          * hold all of the paths here
206          */
207         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
208                 btrfs_warn(fs_info,
209 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
210                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
211                            fs_info->sectorsize, nlink,
212                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
213         }
214
215         btrfs_put_root(local_root);
216         free_ipath(ipath);
217         return 0;
218
219 err:
220         btrfs_warn(fs_info,
221 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
222                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
223
224         free_ipath(ipath);
225         return ret;
226 }
227
228 /*
229  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
230  *
231  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
232  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
233  */
234 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
235                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
236                                    int mirror_num)
237 {
238         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
239         struct btrfs_path path = { 0 };
240         struct btrfs_key found_key = { 0 };
241         struct extent_buffer *eb;
242         struct btrfs_extent_item *ei;
243         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
244         u64 logical;
245         u64 flags;
246         u32 item_size;
247         int ret;
248
249         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
250         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
251         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
252
253         if (logical == U64_MAX) {
254                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
255                 btrfs_warn_rl(fs_info,
256 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
257                         btrfs_root_id(inode->root), btrfs_ino(inode), file_off,
258                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
259                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
260                         mirror_num);
261                 return;
262         }
263
264         logical += file_off;
265         btrfs_warn_rl(fs_info,
266 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
267                         btrfs_root_id(inode->root),
268                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
269                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
270                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
271                         mirror_num);
272
273         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
274         if (ret < 0) {
275                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
276                              logical, ret);
277                 return;
278         }
279         eb = path.nodes[0];
280         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
281         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
282         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
283                 unsigned long ptr = 0;
284                 u64 ref_root;
285                 u8 ref_level;
286
287                 while (true) {
288                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
289                                                       item_size, &ref_root,
290                                                       &ref_level);
291                         if (ret < 0) {
292                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
293                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
294                                               logical, ret);
295                                 break;
296                         }
297                         if (ret > 0)
298                                 break;
299
300                         btrfs_warn_rl(fs_info,
301 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
302                                 logical, mirror_num,
303                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
304                                 ref_level, ref_root);
305                 }
306                 btrfs_release_path(&path);
307         } else {
308                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
309                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
310
311                 btrfs_release_path(&path);
312
313                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
314                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
315                 ctx.fs_info = fs_info;
316
317                 reloc_warn.logical = logical;
318                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
319                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
320                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
321
322                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
323                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
324         }
325 }
326
327 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
328                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
329 {
330         struct btrfs_root *root = inode->root;
331         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
332
333         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
334         if (btrfs_root_id(root) == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
335                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
336                                               csum_expected, mirror_num);
337
338         /* Output without objectid, which is more meaningful */
339         if (btrfs_root_id(root) >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
340                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
341 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
342                         btrfs_root_id(root), btrfs_ino(inode),
343                         logical_start,
344                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
345                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
346                         mirror_num);
347         } else {
348                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
349 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
350                         btrfs_root_id(root), btrfs_ino(inode),
351                         logical_start,
352                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
353                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
354                         mirror_num);
355         }
356 }
357
358 /*
359  * Lock inode i_rwsem based on arguments passed.
360  *
361  * ilock_flags can have the following bit set:
362  *
363  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
364  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
365  *                   return -EAGAIN
366  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
367  */
368 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
369 {
370         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
371                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
372                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
373                                 return -EAGAIN;
374                         else
375                                 return 0;
376                 }
377                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
378         } else {
379                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
380                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
381                                 return -EAGAIN;
382                         else
383                                 return 0;
384                 }
385                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
386         }
387         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
388                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
389         return 0;
390 }
391
392 /*
393  * Unock inode i_rwsem.
394  *
395  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
396  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
397  */
398 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
399 {
400         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
401                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
402         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
403                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
404         else
405                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
406 }
407
408 /*
409  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
410  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
411  *
412  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
413  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
414  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
415  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
416  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
417  */
418 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
419                                                  struct page *locked_page,
420                                                  u64 offset, u64 bytes)
421 {
422         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
423         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
424         u64 page_start = 0, page_end = 0;
425         struct page *page;
426
427         if (locked_page) {
428                 page_start = page_offset(locked_page);
429                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
430         }
431
432         while (index <= end_index) {
433                 /*
434                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
435                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
436                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
437                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
438                  *
439                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
440                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
441                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
442                  */
443                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
444                         index++;
445                         continue;
446                 }
447                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
448                 index++;
449                 if (!page)
450                         continue;
451
452                 /*
453                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
454                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
455                  * the ordered extent accounting for the range.
456                  */
457                 btrfs_folio_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info,
458                                                 page_folio(page), offset, bytes);
459                 put_page(page);
460         }
461
462         if (locked_page) {
463                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
464                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
465                         return;
466                 /*
467                  * In case this page belongs to the delalloc range being
468                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
469                  * going to be properly cleaned up by the caller of
470                  * run_delalloc_range
471                  */
472                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
473                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
474                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
475                 }
476         }
477
478         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
479 }
480
481 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
482
483 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
484                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
485 {
486         int err;
487
488         if (args->default_acl) {
489                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
490                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
491                 if (err)
492                         return err;
493         }
494         if (args->acl) {
495                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
496                 if (err)
497                         return err;
498         }
499         if (!args->default_acl && !args->acl)
500                 cache_no_acl(args->inode);
501         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
502                                          &args->dentry->d_name);
503 }
504
505 /*
506  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
507  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
508  * no overlapping inline items exist in the btree
509  */
510 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
511                                 struct btrfs_path *path,
512                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
513                                 size_t size, size_t compressed_size,
514                                 int compress_type,
515                                 struct folio *compressed_folio,
516                                 bool update_i_size)
517 {
518         struct btrfs_root *root = inode->root;
519         struct extent_buffer *leaf;
520         struct page *page = NULL;
521         const u32 sectorsize = trans->fs_info->sectorsize;
522         char *kaddr;
523         unsigned long ptr;
524         struct btrfs_file_extent_item *ei;
525         int ret;
526         size_t cur_size = size;
527         u64 i_size;
528
529         /*
530          * The decompressed size must still be no larger than a sector.  Under
531          * heavy race, we can have size == 0 passed in, but that shouldn't be a
532          * big deal and we can continue the insertion.
533          */
534         ASSERT(size <= sectorsize);
535
536         /*
537          * The compressed size also needs to be no larger than a sector.
538          * That's also why we only need one page as the parameter.
539          */
540         if (compressed_folio)
541                 ASSERT(compressed_size <= sectorsize);
542         else
543                 ASSERT(compressed_size == 0);
544
545         if (compressed_size && compressed_folio)
546                 cur_size = compressed_size;
547
548         if (!extent_inserted) {
549                 struct btrfs_key key;
550                 size_t datasize;
551
552                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
553                 key.offset = 0;
554                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
555
556                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
557                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
558                                               datasize);
559                 if (ret)
560                         goto fail;
561         }
562         leaf = path->nodes[0];
563         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
564                             struct btrfs_file_extent_item);
565         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
566         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
567         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
568         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
569         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
570         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
571
572         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
573                 kaddr = kmap_local_folio(compressed_folio, 0);
574                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, compressed_size);
575                 kunmap_local(kaddr);
576
577                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
578                                                   compress_type);
579         } else {
580                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
581                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
582                 kaddr = kmap_local_page(page);
583                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
584                 kunmap_local(kaddr);
585                 put_page(page);
586         }
587         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
588         btrfs_release_path(path);
589
590         /*
591          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
592          * sake.
593          */
594         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
595                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
596         if (ret)
597                 goto fail;
598
599         /*
600          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
601          * without locking a page we already have locked.
602          *
603          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
604          * Otherwise we could end up racing with unlink.
605          */
606         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
607         if (update_i_size && size > i_size) {
608                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
609                 i_size = size;
610         }
611         inode->disk_i_size = i_size;
612
613 fail:
614         return ret;
615 }
616
617 static bool can_cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode,
618                                       u64 offset, u64 size,
619                                       size_t compressed_size)
620 {
621         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
622         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
623
624         /* Inline extents must start at offset 0. */
625         if (offset != 0)
626                 return false;
627
628         /*
629          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
630          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
631          * is doing more writeback than what we want.
632          *
633          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
634          * where we only increase i_size after everything is done.
635          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
636          * So here we skip inline extent creation completely.
637          */
638         if (fs_info->sectorsize != PAGE_SIZE)
639                 return false;
640
641         /* Inline extents are limited to sectorsize. */
642         if (size > fs_info->sectorsize)
643                 return false;
644
645         /* We cannot exceed the maximum inline data size. */
646         if (data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
647                 return false;
648
649         /* We cannot exceed the user specified max_inline size. */
650         if (data_len > fs_info->max_inline)
651                 return false;
652
653         /* Inline extents must be the entirety of the file. */
654         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode))
655                 return false;
656
657         return true;
658 }
659
660 /*
661  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
662  * does the checks required to make sure the data is small enough
663  * to fit as an inline extent.
664  *
665  * If being used directly, you must have already checked we're allowed to cow
666  * the range by getting true from can_cow_file_range_inline().
667  */
668 static noinline int __cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 offset,
669                                             u64 size, size_t compressed_size,
670                                             int compress_type,
671                                             struct folio *compressed_folio,
672                                             bool update_i_size)
673 {
674         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
675         struct btrfs_root *root = inode->root;
676         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
677         struct btrfs_trans_handle *trans;
678         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
679         int ret;
680         struct btrfs_path *path;
681
682         path = btrfs_alloc_path();
683         if (!path)
684                 return -ENOMEM;
685
686         trans = btrfs_join_transaction(root);
687         if (IS_ERR(trans)) {
688                 btrfs_free_path(path);
689                 return PTR_ERR(trans);
690         }
691         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
692
693         drop_args.path = path;
694         drop_args.start = 0;
695         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
696         drop_args.drop_cache = true;
697         drop_args.replace_extent = true;
698         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
699         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
700         if (ret) {
701                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
702                 goto out;
703         }
704
705         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
706                                    size, compressed_size, compress_type,
707                                    compressed_folio, update_i_size);
708         if (ret && ret != -ENOSPC) {
709                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
710                 goto out;
711         } else if (ret == -ENOSPC) {
712                 ret = 1;
713                 goto out;
714         }
715
716         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
717         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
718         if (ret && ret != -ENOSPC) {
719                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
720                 goto out;
721         } else if (ret == -ENOSPC) {
722                 ret = 1;
723                 goto out;
724         }
725
726         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
727 out:
728         /*
729          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
730          * it won't count as data extent, free them directly here.
731          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
732          * just free one page here.
733          */
734         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE, NULL);
735         btrfs_free_path(path);
736         btrfs_end_transaction(trans);
737         return ret;
738 }
739
740 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 offset,
741                                           u64 end,
742                                           size_t compressed_size,
743                                           int compress_type,
744                                           struct folio *compressed_folio,
745                                           bool update_i_size)
746 {
747         struct extent_state *cached = NULL;
748         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
749                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_LOCKED;
750         u64 size = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode), end + 1);
751         int ret;
752
753         if (!can_cow_file_range_inline(inode, offset, size, compressed_size))
754                 return 1;
755
756         lock_extent(&inode->io_tree, offset, end, &cached);
757         ret = __cow_file_range_inline(inode, offset, size, compressed_size,
758                                       compress_type, compressed_folio,
759                                       update_i_size);
760         if (ret > 0) {
761                 unlock_extent(&inode->io_tree, offset, end, &cached);
762                 return ret;
763         }
764
765         extent_clear_unlock_delalloc(inode, offset, end, NULL, &cached,
766                                      clear_flags,
767                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
768                                      PAGE_END_WRITEBACK);
769         return ret;
770 }
771
772 struct async_extent {
773         u64 start;
774         u64 ram_size;
775         u64 compressed_size;
776         struct folio **folios;
777         unsigned long nr_folios;
778         int compress_type;
779         struct list_head list;
780 };
781
782 struct async_chunk {
783         struct btrfs_inode *inode;
784         struct page *locked_page;
785         u64 start;
786         u64 end;
787         blk_opf_t write_flags;
788         struct list_head extents;
789         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
790         struct btrfs_work work;
791         struct async_cow *async_cow;
792 };
793
794 struct async_cow {
795         atomic_t num_chunks;
796         struct async_chunk chunks[];
797 };
798
799 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
800                                      u64 start, u64 ram_size,
801                                      u64 compressed_size,
802                                      struct folio **folios,
803                                      unsigned long nr_folios,
804                                      int compress_type)
805 {
806         struct async_extent *async_extent;
807
808         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
809         if (!async_extent)
810                 return -ENOMEM;
811         async_extent->start = start;
812         async_extent->ram_size = ram_size;
813         async_extent->compressed_size = compressed_size;
814         async_extent->folios = folios;
815         async_extent->nr_folios = nr_folios;
816         async_extent->compress_type = compress_type;
817         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
818         return 0;
819 }
820
821 /*
822  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
823  * options, defragmentation, properties or heuristics.
824  */
825 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
826                                       u64 end)
827 {
828         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
829
830         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
831                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
832                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
833                         btrfs_ino(inode));
834                 return 0;
835         }
836         /*
837          * Special check for subpage.
838          *
839          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
840          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
841          *
842          * 0            32K             64K
843          * |    |///////|       |///////|
844          *              \- A            \- B
845          *
846          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
847          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
848          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
849          *
850          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
851          * if the range is fully page aligned.
852          *
853          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
854          * the tailing partial page will be locked until the full compression
855          * finishes, delaying the write of other range.
856          *
857          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
858          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
859          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
860          * will unlock the full page.
861          */
862         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
863                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
864                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
865                         return 0;
866         }
867
868         /* force compress */
869         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
870                 return 1;
871         /* defrag ioctl */
872         if (inode->defrag_compress)
873                 return 1;
874         /* bad compression ratios */
875         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
876                 return 0;
877         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
878             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
879             inode->prop_compress)
880                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
881         return 0;
882 }
883
884 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
885                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
886 {
887         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
888         if (num_bytes < small_write &&
889             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
890                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
891 }
892
893 /*
894  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
895  *
896  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
897  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
898  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
899  * put onto the queue by writepages and friends.
900  *
901  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
902  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
903  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
904  * the flusher thread sent them down.
905  */
906 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
907 {
908         struct async_chunk *async_chunk =
909                 container_of(work, struct async_chunk, work);
910         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
911         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
912         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
913         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
914         u64 start = async_chunk->start;
915         u64 end = async_chunk->end;
916         u64 actual_end;
917         u64 i_size;
918         int ret = 0;
919         struct folio **folios;
920         unsigned long nr_folios;
921         unsigned long total_compressed = 0;
922         unsigned long total_in = 0;
923         unsigned int poff;
924         int i;
925         int compress_type = fs_info->compress_type;
926
927         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
928
929         /*
930          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
931          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
932          * the page contents while we are compressing them.
933          */
934         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
935
936         /*
937          * We need to save i_size before now because it could change in between
938          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
939          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
940          * later on.
941          *
942          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
943          * does that for us.
944          */
945         barrier();
946         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
947         barrier();
948         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
949 again:
950         folios = NULL;
951         nr_folios = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
952         nr_folios = min_t(unsigned long, nr_folios, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
953
954         /*
955          * we don't want to send crud past the end of i_size through
956          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
957          * end of the file is before the start of our current
958          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
959          * cleanup code that can deal with all of this.
960          *
961          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
962          * very uncommon corner.
963          */
964         if (actual_end <= start)
965                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
966
967         total_compressed = actual_end - start;
968
969         /*
970          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
971          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
972          */
973         if (total_compressed <= blocksize &&
974            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
975                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
976
977         /*
978          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
979          * aligned range.
980          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
981          */
982         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
983                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
984                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
985                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
986         }
987
988         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
989                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
990         total_in = 0;
991         ret = 0;
992
993         /*
994          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
995          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
996          * discover bad compression ratios.
997          */
998         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
999                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
1000
1001         folios = kcalloc(nr_folios, sizeof(struct folio *), GFP_NOFS);
1002         if (!folios) {
1003                 /*
1004                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
1005                  * back to uncompressed code.
1006                  */
1007                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
1008         }
1009
1010         if (inode->defrag_compress)
1011                 compress_type = inode->defrag_compress;
1012         else if (inode->prop_compress)
1013                 compress_type = inode->prop_compress;
1014
1015         /* Compression level is applied here. */
1016         ret = btrfs_compress_folios(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
1017                                     mapping, start, folios, &nr_folios, &total_in,
1018                                     &total_compressed);
1019         if (ret)
1020                 goto mark_incompressible;
1021
1022         /*
1023          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
1024          * to disk.
1025          */
1026         poff = offset_in_page(total_compressed);
1027         if (poff)
1028                 folio_zero_range(folios[nr_folios - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
1029
1030         /*
1031          * Try to create an inline extent.
1032          *
1033          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
1034          * inline extent, else a compressed one.
1035          *
1036          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
1037          * extent for the subpage case.
1038          */
1039         if (total_in < actual_end)
1040                 ret = cow_file_range_inline(inode, start, end, 0,
1041                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1042         else
1043                 ret = cow_file_range_inline(inode, start, end, total_compressed,
1044                                             compress_type, folios[0], false);
1045         if (ret <= 0) {
1046                 if (ret < 0)
1047                         mapping_set_error(mapping, -EIO);
1048                 goto free_pages;
1049         }
1050
1051         /*
1052          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1053          * block size boundary so the allocator does sane things.
1054          */
1055         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1056
1057         /*
1058          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1059          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1060          * least one sector.
1061          */
1062         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1063         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1064                 goto mark_incompressible;
1065
1066         /*
1067          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1068          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1069          */
1070         ret = add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, folios,
1071                                nr_folios, compress_type);
1072         BUG_ON(ret);
1073         if (start + total_in < end) {
1074                 start += total_in;
1075                 cond_resched();
1076                 goto again;
1077         }
1078         return;
1079
1080 mark_incompressible:
1081         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1082                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1083 cleanup_and_bail_uncompressed:
1084         ret = add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1085                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1086         BUG_ON(ret);
1087 free_pages:
1088         if (folios) {
1089                 for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
1090                         WARN_ON(folios[i]->mapping);
1091                         btrfs_free_compr_folio(folios[i]);
1092                 }
1093                 kfree(folios);
1094         }
1095 }
1096
1097 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1098 {
1099         int i;
1100
1101         if (!async_extent->folios)
1102                 return;
1103
1104         for (i = 0; i < async_extent->nr_folios; i++) {
1105                 WARN_ON(async_extent->folios[i]->mapping);
1106                 btrfs_free_compr_folio(async_extent->folios[i]);
1107         }
1108         kfree(async_extent->folios);
1109         async_extent->nr_folios = 0;
1110         async_extent->folios = NULL;
1111 }
1112
1113 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1114                                       struct async_extent *async_extent,
1115                                       struct page *locked_page)
1116 {
1117         u64 start = async_extent->start;
1118         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1119         int ret;
1120         struct writeback_control wbc = {
1121                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1122                 .range_start            = start,
1123                 .range_end              = end,
1124                 .no_cgroup_owner        = 1,
1125         };
1126
1127         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1128         ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, &wbc, false);
1129         wbc_detach_inode(&wbc);
1130         if (ret < 0) {
1131                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1132                 if (locked_page) {
1133                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1134
1135                         set_page_writeback(locked_page);
1136                         end_page_writeback(locked_page);
1137                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_page,
1138                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1139                                                        !ret);
1140                         mapping_set_error(locked_page->mapping, ret);
1141                         unlock_page(locked_page);
1142                 }
1143         }
1144 }
1145
1146 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1147                                     struct async_extent *async_extent,
1148                                     u64 *alloc_hint)
1149 {
1150         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1151         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1152         struct btrfs_root *root = inode->root;
1153         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1154         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1155         struct btrfs_key ins;
1156         struct page *locked_page = NULL;
1157         struct extent_state *cached = NULL;
1158         struct extent_map *em;
1159         int ret = 0;
1160         u64 start = async_extent->start;
1161         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1162
1163         if (async_chunk->blkcg_css)
1164                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1165
1166         /*
1167          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1168          * handle it.
1169          */
1170         if (async_chunk->locked_page) {
1171                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1172                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1173
1174                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1175                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1176         }
1177
1178         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1179                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1180                 goto done;
1181         }
1182
1183         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1184                                    async_extent->compressed_size,
1185                                    async_extent->compressed_size,
1186                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1187         if (ret) {
1188                 /*
1189                  * We can't reserve contiguous space for the compressed size.
1190                  * Unlikely, but it's possible that we could have enough
1191                  * non-contiguous space for the uncompressed size instead.  So
1192                  * fall back to uncompressed.
1193                  */
1194                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1195                 goto done;
1196         }
1197
1198         lock_extent(io_tree, start, end, &cached);
1199
1200         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1201         em = create_io_em(inode, start,
1202                           async_extent->ram_size,       /* len */
1203                           start,                        /* orig_start */
1204                           ins.objectid,                 /* block_start */
1205                           ins.offset,                   /* block_len */
1206                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1207                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1208                           async_extent->compress_type,
1209                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1210         if (IS_ERR(em)) {
1211                 ret = PTR_ERR(em);
1212                 goto out_free_reserve;
1213         }
1214         free_extent_map(em);
1215
1216         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1217                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1218                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1219                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1220                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1221                                        0,                       /* offset */
1222                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1223                                        async_extent->compress_type);
1224         if (IS_ERR(ordered)) {
1225                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1226                 ret = PTR_ERR(ordered);
1227                 goto out_free_reserve;
1228         }
1229         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1230
1231         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1232         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1233                         NULL, &cached, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1234                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1235         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1236                             async_extent->folios,       /* compressed_folios */
1237                             async_extent->nr_folios,
1238                             async_chunk->write_flags, true);
1239         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1240 done:
1241         if (async_chunk->blkcg_css)
1242                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1243         kfree(async_extent);
1244         return;
1245
1246 out_free_reserve:
1247         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1248         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1249         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1250         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1251                                      NULL, &cached,
1252                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1253                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1254                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1255                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1256                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1257         free_async_extent_pages(async_extent);
1258         if (async_chunk->blkcg_css)
1259                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1260         btrfs_debug(fs_info,
1261 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1262                     btrfs_root_id(root), btrfs_ino(inode), start,
1263                     async_extent->ram_size, ret);
1264         kfree(async_extent);
1265 }
1266
1267 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1268                                       u64 num_bytes)
1269 {
1270         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1271         struct extent_map *em;
1272         u64 alloc_hint = 0;
1273
1274         read_lock(&em_tree->lock);
1275         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1276         if (em) {
1277                 /*
1278                  * if block start isn't an actual block number then find the
1279                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1280                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1281                  */
1282                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1283                         free_extent_map(em);
1284                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1285                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1286                                 alloc_hint = em->block_start;
1287                         if (em)
1288                                 free_extent_map(em);
1289                 } else {
1290                         alloc_hint = em->block_start;
1291                         free_extent_map(em);
1292                 }
1293         }
1294         read_unlock(&em_tree->lock);
1295
1296         return alloc_hint;
1297 }
1298
1299 /*
1300  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1301  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1302  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1303  * in ram to track those extents.
1304  *
1305  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1306  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1307  *
1308  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_page.
1309  *
1310  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1311  * unlocks all pages including locked_page and starts I/O on them.
1312  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_page is
1313  * the only page handled anyway).
1314  *
1315  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1316  * status depends on the passed in flags:
1317  *
1318  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1319  * - Else all pages except for @locked_page are unlocked.
1320  *
1321  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1322  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1323  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1324  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1325  * example.
1326  */
1327 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1328                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
1329                                    u64 *done_offset,
1330                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1331 {
1332         struct btrfs_root *root = inode->root;
1333         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1334         struct extent_state *cached = NULL;
1335         u64 alloc_hint = 0;
1336         u64 orig_start = start;
1337         u64 num_bytes;
1338         unsigned long ram_size;
1339         u64 cur_alloc_size = 0;
1340         u64 min_alloc_size;
1341         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1342         struct btrfs_key ins;
1343         struct extent_map *em;
1344         unsigned clear_bits;
1345         unsigned long page_ops;
1346         bool extent_reserved = false;
1347         int ret = 0;
1348
1349         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1350                 ret = -EINVAL;
1351                 goto out_unlock;
1352         }
1353
1354         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1355         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1356         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1357
1358         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1359
1360         if (!no_inline) {
1361                 /* lets try to make an inline extent */
1362                 ret = cow_file_range_inline(inode, start, end, 0,
1363                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1364                 if (ret <= 0) {
1365                         /*
1366                          * We succeeded, return 1 so the caller knows we're done
1367                          * with this page and already handled the IO.
1368                          *
1369                          * If there was an error then cow_file_range_inline() has
1370                          * already done the cleanup.
1371                          */
1372                         if (ret == 0)
1373                                 ret = 1;
1374                         goto done;
1375                 }
1376         }
1377
1378         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1379
1380         /*
1381          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1382          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1383          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1384          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1385          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1386          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1387          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1388          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1389          * items.
1390          */
1391         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1392                 min_alloc_size = num_bytes;
1393         else
1394                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1395
1396         while (num_bytes > 0) {
1397                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1398
1399                 cur_alloc_size = num_bytes;
1400                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1401                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1402                                            &ins, 1, 1);
1403                 if (ret == -EAGAIN) {
1404                         /*
1405                          * btrfs_reserve_extent only returns -EAGAIN for zoned
1406                          * file systems, which is an indication that there are
1407                          * no active zones to allocate from at the moment.
1408                          *
1409                          * If this is the first loop iteration, wait for at
1410                          * least one zone to finish before retrying the
1411                          * allocation.  Otherwise ask the caller to write out
1412                          * the already allocated blocks before coming back to
1413                          * us, or return -ENOSPC if it can't handle retries.
1414                          */
1415                         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
1416                         if (start == orig_start) {
1417                                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1418                                                BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1419                                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1420                                 continue;
1421                         }
1422                         if (done_offset) {
1423                                 *done_offset = start - 1;
1424                                 return 0;
1425                         }
1426                         ret = -ENOSPC;
1427                 }
1428                 if (ret < 0)
1429                         goto out_unlock;
1430                 cur_alloc_size = ins.offset;
1431                 extent_reserved = true;
1432
1433                 ram_size = ins.offset;
1434
1435                 lock_extent(&inode->io_tree, start, start + ram_size - 1,
1436                             &cached);
1437
1438                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1439                                   start, /* orig_start */
1440                                   ins.objectid, /* block_start */
1441                                   ins.offset, /* block_len */
1442                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1443                                   ram_size, /* ram_bytes */
1444                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1445                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1446                 if (IS_ERR(em)) {
1447                         unlock_extent(&inode->io_tree, start,
1448                                       start + ram_size - 1, &cached);
1449                         ret = PTR_ERR(em);
1450                         goto out_reserve;
1451                 }
1452                 free_extent_map(em);
1453
1454                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1455                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1456                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1457                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1458                 if (IS_ERR(ordered)) {
1459                         unlock_extent(&inode->io_tree, start,
1460                                       start + ram_size - 1, &cached);
1461                         ret = PTR_ERR(ordered);
1462                         goto out_drop_extent_cache;
1463                 }
1464
1465                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1466                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1467
1468                         /*
1469                          * Only drop cache here, and process as normal.
1470                          *
1471                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1472                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1473                          * extent, as its meta should be freed by
1474                          * btrfs_finish_ordered_io().
1475                          *
1476                          * So we must continue until @start is increased to
1477                          * skip current ordered extent.
1478                          */
1479                         if (ret)
1480                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1481                                                             start + ram_size - 1,
1482                                                             false);
1483                 }
1484                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1485
1486                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1487
1488                 /*
1489                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1490                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1491                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1492                  *
1493                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1494                  * properly setup for writepage.
1495                  */
1496                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1497                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1498
1499                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1500                                              locked_page, &cached,
1501                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1502                                              page_ops);
1503                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1504                         num_bytes = 0;
1505                 else
1506                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1507                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1508                 start += cur_alloc_size;
1509                 extent_reserved = false;
1510
1511                 /*
1512                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1513                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1514                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1515                  */
1516                 if (ret)
1517                         goto out_unlock;
1518         }
1519 done:
1520         if (done_offset)
1521                 *done_offset = end;
1522         return ret;
1523
1524 out_drop_extent_cache:
1525         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1526 out_reserve:
1527         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1528         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1529 out_unlock:
1530         /*
1531          * Now, we have three regions to clean up:
1532          *
1533          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1534          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1535          *
1536          * We process each region below.
1537          */
1538
1539         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1540                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1541         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1542
1543         /*
1544          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1545          * for this region. They are cleaned up by
1546          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1547          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1548          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1549          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1550          * function.
1551          *
1552          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1553          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1554          */
1555         if (keep_locked && orig_start < start) {
1556                 if (!locked_page)
1557                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1558                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1559                                              locked_page, NULL, 0, page_ops);
1560         }
1561
1562         /*
1563          * At this point we're unlocked, we want to make sure we're only
1564          * clearing these flags under the extent lock, so lock the rest of the
1565          * range and clear everything up.
1566          */
1567         lock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1568
1569         /*
1570          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1571          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1572          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1573          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1574          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1575          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1576          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1577          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1578          */
1579         if (extent_reserved) {
1580                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1581                                              start + cur_alloc_size - 1,
1582                                              locked_page, &cached,
1583                                              clear_bits,
1584                                              page_ops);
1585                 start += cur_alloc_size;
1586         }
1587
1588         /*
1589          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1590          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1591          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1592          * btrfs_check_data_free_space().
1593          */
1594         if (start < end) {
1595                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1596                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1597                                              &cached, clear_bits, page_ops);
1598         }
1599         return ret;
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1604  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1605  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1606  *
1607  * If called with @do_free == true then it'll try to finish the work and free
1608  * the work struct eventually.
1609  */
1610 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work, bool do_free)
1611 {
1612         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1613                                                      work);
1614         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1615         struct async_extent *async_extent;
1616         unsigned long nr_pages;
1617         u64 alloc_hint = 0;
1618
1619         if (do_free) {
1620                 struct async_chunk *async_chunk;
1621                 struct async_cow *async_cow;
1622
1623                 async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1624                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1625                 if (async_chunk->blkcg_css)
1626                         css_put(async_chunk->blkcg_css);
1627
1628                 async_cow = async_chunk->async_cow;
1629                 if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1630                         kvfree(async_cow);
1631                 return;
1632         }
1633
1634         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1635                 PAGE_SHIFT;
1636
1637         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1638                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1639                                           struct async_extent, list);
1640                 list_del(&async_extent->list);
1641                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1642         }
1643
1644         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1645         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1646             5 * SZ_1M)
1647                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1648 }
1649
1650 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1651                                     struct page *locked_page, u64 start,
1652                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1653 {
1654         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1655         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1656         struct async_cow *ctx;
1657         struct async_chunk *async_chunk;
1658         unsigned long nr_pages;
1659         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1660         int i;
1661         unsigned nofs_flag;
1662         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1663
1664         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1665         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1666         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1667         if (!ctx)
1668                 return false;
1669
1670         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1671
1672         async_chunk = ctx->chunks;
1673         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1674
1675         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1676                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1677
1678                 /*
1679                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1680                  * lightweight reference for the callback lifetime
1681                  */
1682                 ihold(&inode->vfs_inode);
1683                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1684                 async_chunk[i].inode = inode;
1685                 async_chunk[i].start = start;
1686                 async_chunk[i].end = cur_end;
1687                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1688                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1689
1690                 /*
1691                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1692                  * the original page we were actually given.  As we spread
1693                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1694                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1695                  *
1696                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1697                  * to unlock it.
1698                  */
1699                 if (locked_page) {
1700                         /*
1701                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1702                          * might not go through async.  We want all of them to
1703                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1704                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1705                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1706                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1707                          * against the first page.
1708                          */
1709                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1710                                                  cur_end - start);
1711                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1712                         locked_page = NULL;
1713                 } else {
1714                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1715                 }
1716
1717                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1718                         css_get(blkcg_css);
1719                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1720                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1721                 } else {
1722                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1723                 }
1724
1725                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1726                                 submit_compressed_extents);
1727
1728                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1729                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1730
1731                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1732
1733                 start = cur_end + 1;
1734         }
1735         return true;
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Run the delalloc range from start to end, and write back any dirty pages
1740  * covered by the range.
1741  */
1742 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
1743                                      struct page *locked_page, u64 start,
1744                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
1745                                      bool pages_dirty)
1746 {
1747         u64 done_offset = end;
1748         int ret;
1749
1750         while (start <= end) {
1751                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &done_offset,
1752                                      true, false);
1753                 if (ret)
1754                         return ret;
1755                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, locked_page, start,
1756                                           done_offset, wbc, pages_dirty);
1757                 start = done_offset + 1;
1758         }
1759
1760         return 1;
1761 }
1762
1763 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1764                            const u64 start, const u64 end)
1765 {
1766         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1767         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1768         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1769         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1770         struct extent_state *cached_state = NULL;
1771         u64 range_start = start;
1772         u64 count;
1773         int ret;
1774
1775         /*
1776          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1777          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1778          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1779          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1780          * has the NOCOW bit set).
1781          *
1782          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1783          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1784          * scrub or relocation) we need to do the following:
1785          *
1786          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1787          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1788          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1789          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1790          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1791          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1792          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1793          *
1794          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1795          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1796          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1797          *    data space info, which we incremented in the step above.
1798          *
1799          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1800          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1801          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1802          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1803          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1804          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1805          * when starting writeback.
1806          */
1807         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
1808         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1809                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1810         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1811                 u64 bytes = count;
1812                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1813                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1814
1815                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1816                         bytes = range_bytes;
1817
1818                 spin_lock(&sinfo->lock);
1819                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1820                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1821
1822                 if (count > 0)
1823                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1824                                          NULL);
1825         }
1826         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
1827
1828         /*
1829          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1830          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1831          * doesn't work.
1832          */
1833         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, false, true);
1834         ASSERT(ret != 1);
1835         return ret;
1836 }
1837
1838 struct can_nocow_file_extent_args {
1839         /* Input fields. */
1840
1841         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1842         u64 start;
1843         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1844         u64 end;
1845         bool writeback_path;
1846         bool strict;
1847         /*
1848          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1849          * anymore.
1850          */
1851         bool free_path;
1852
1853         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1854
1855         u64 disk_bytenr;
1856         u64 disk_num_bytes;
1857         u64 extent_offset;
1858         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1859         u64 num_bytes;
1860 };
1861
1862 /*
1863  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1864  * This function may return with the path released, so the caller should check
1865  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1866  *
1867  * Returns: < 0 on error
1868  *            0 if we can not NOCOW
1869  *            1 if we can NOCOW
1870  */
1871 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1872                                  struct btrfs_key *key,
1873                                  struct btrfs_inode *inode,
1874                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1875 {
1876         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1877         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1878         struct btrfs_root *root = inode->root;
1879         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1880         struct btrfs_root *csum_root;
1881         u64 extent_end;
1882         u8 extent_type;
1883         int can_nocow = 0;
1884         int ret = 0;
1885         bool nowait = path->nowait;
1886
1887         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1888         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1889
1890         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1891                 goto out;
1892
1893         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1894         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1895         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1896         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1897
1898         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1899             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1900                 goto out;
1901
1902         /*
1903          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1904          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1905          * hence we must COW.
1906          */
1907         if (!args->strict &&
1908             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1909             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1910                 goto out;
1911
1912         /* An explicit hole, must COW. */
1913         if (args->disk_bytenr == 0)
1914                 goto out;
1915
1916         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1917         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1918             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1919             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1920                 goto out;
1921
1922         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1923
1924         /*
1925          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1926          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1927          * blocking other tasks for too long.
1928          */
1929         btrfs_release_path(path);
1930
1931         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1932                                     key->offset - args->extent_offset,
1933                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
1934         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1935         if (ret != 0)
1936                 goto out;
1937
1938         if (args->free_path) {
1939                 /*
1940                  * We don't need the path anymore, plus through the
1941                  * btrfs_lookup_csums_list() call below we will end up allocating
1942                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1943                  * memory usage.
1944                  */
1945                 btrfs_free_path(path);
1946                 path = NULL;
1947         }
1948
1949         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1950         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1951             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1952                 goto out;
1953
1954         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1955         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1956         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1957
1958         /*
1959          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1960          * given extent are either valid or do not exist.
1961          */
1962
1963         csum_root = btrfs_csum_root(root->fs_info, args->disk_bytenr);
1964         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, args->disk_bytenr,
1965                                       args->disk_bytenr + args->num_bytes - 1,
1966                                       NULL, nowait);
1967         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1968         if (ret != 0)
1969                 goto out;
1970
1971         can_nocow = 1;
1972  out:
1973         if (args->free_path && path)
1974                 btrfs_free_path(path);
1975
1976         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1977 }
1978
1979 /*
1980  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1981  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1982  *
1983  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1984  * blocks on disk
1985  */
1986 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1987                                        struct page *locked_page,
1988                                        const u64 start, const u64 end)
1989 {
1990         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1991         struct btrfs_root *root = inode->root;
1992         struct btrfs_path *path;
1993         u64 cow_start = (u64)-1;
1994         u64 cur_offset = start;
1995         int ret;
1996         bool check_prev = true;
1997         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1998         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1999
2000         /*
2001          * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but in case
2002          * of relocation on a zoned filesystem serializes I/O so that we're only
2003          * writing sequentially and can end up here as well.
2004          */
2005         ASSERT(!btrfs_is_zoned(fs_info) || btrfs_is_data_reloc_root(root));
2006
2007         path = btrfs_alloc_path();
2008         if (!path) {
2009                 ret = -ENOMEM;
2010                 goto error;
2011         }
2012
2013         nocow_args.end = end;
2014         nocow_args.writeback_path = true;
2015
2016         while (cur_offset <= end) {
2017                 struct btrfs_block_group *nocow_bg = NULL;
2018                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2019                 struct btrfs_key found_key;
2020                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2021                 struct extent_buffer *leaf;
2022                 struct extent_state *cached_state = NULL;
2023                 u64 extent_end;
2024                 u64 ram_bytes;
2025                 u64 nocow_end;
2026                 int extent_type;
2027                 bool is_prealloc;
2028
2029                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2030                                                cur_offset, 0);
2031                 if (ret < 0)
2032                         goto error;
2033
2034                 /*
2035                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2036                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2037                  * one containing the search offset
2038                  */
2039                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2040                         leaf = path->nodes[0];
2041                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2042                                               path->slots[0] - 1);
2043                         if (found_key.objectid == ino &&
2044                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2045                                 path->slots[0]--;
2046                 }
2047                 check_prev = false;
2048 next_slot:
2049                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2050                 leaf = path->nodes[0];
2051                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2052                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2053                         if (ret < 0)
2054                                 goto error;
2055                         if (ret > 0)
2056                                 break;
2057                         leaf = path->nodes[0];
2058                 }
2059
2060                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2061
2062                 /* Didn't find anything for our INO */
2063                 if (found_key.objectid > ino)
2064                         break;
2065                 /*
2066                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2067                  * more extents for this inode
2068                  */
2069                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2070                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2071                         path->slots[0]++;
2072                         goto next_slot;
2073                 }
2074
2075                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2076                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2077                     found_key.offset > end)
2078                         break;
2079
2080                 /*
2081                  * If the found extent starts after requested offset, then
2082                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2083                  */
2084                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2085                         extent_end = found_key.offset;
2086                         extent_type = 0;
2087                         goto must_cow;
2088                 }
2089
2090                 /*
2091                  * Found extent which begins before our range and potentially
2092                  * intersect it
2093                  */
2094                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2095                                     struct btrfs_file_extent_item);
2096                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2097                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2098                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2099                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2100                         ret = -EUCLEAN;
2101                         goto error;
2102                 }
2103                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2104                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2105
2106                 /*
2107                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2108                  * the next extent.
2109                  */
2110                 if (extent_end <= cur_offset) {
2111                         path->slots[0]++;
2112                         goto next_slot;
2113                 }
2114
2115                 nocow_args.start = cur_offset;
2116                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2117                 if (ret < 0)
2118                         goto error;
2119                 if (ret == 0)
2120                         goto must_cow;
2121
2122                 ret = 0;
2123                 nocow_bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2124                 if (!nocow_bg) {
2125 must_cow:
2126                         /*
2127                          * If we can't perform NOCOW writeback for the range,
2128                          * then record the beginning of the range that needs to
2129                          * be COWed.  It will be written out before the next
2130                          * NOCOW range if we find one, or when exiting this
2131                          * loop.
2132                          */
2133                         if (cow_start == (u64)-1)
2134                                 cow_start = cur_offset;
2135                         cur_offset = extent_end;
2136                         if (cur_offset > end)
2137                                 break;
2138                         if (!path->nodes[0])
2139                                 continue;
2140                         path->slots[0]++;
2141                         goto next_slot;
2142                 }
2143
2144                 /*
2145                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2146                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2147                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2148                  */
2149                 if (cow_start != (u64)-1) {
2150                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2151                                               cow_start, found_key.offset - 1);
2152                         cow_start = (u64)-1;
2153                         if (ret) {
2154                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2155                                 goto error;
2156                         }
2157                 }
2158
2159                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2160                 lock_extent(&inode->io_tree, cur_offset, nocow_end, &cached_state);
2161
2162                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2163                 if (is_prealloc) {
2164                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2165                         struct extent_map *em;
2166
2167                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2168                                           orig_start,
2169                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2170                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2171                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2172                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2173                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2174                         if (IS_ERR(em)) {
2175                                 unlock_extent(&inode->io_tree, cur_offset,
2176                                               nocow_end, &cached_state);
2177                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2178                                 ret = PTR_ERR(em);
2179                                 goto error;
2180                         }
2181                         free_extent_map(em);
2182                 }
2183
2184                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2185                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2186                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2187                                 is_prealloc
2188                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2189                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2190                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2191                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2192                 if (IS_ERR(ordered)) {
2193                         if (is_prealloc) {
2194                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2195                                                             nocow_end, false);
2196                         }
2197                         unlock_extent(&inode->io_tree, cur_offset,
2198                                       nocow_end, &cached_state);
2199                         ret = PTR_ERR(ordered);
2200                         goto error;
2201                 }
2202
2203                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2204                         /*
2205                          * Error handled later, as we must prevent
2206                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2207                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2208                          */
2209                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2210                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2211
2212                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2213                                              locked_page, &cached_state,
2214                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
2215                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2216                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2217
2218                 cur_offset = extent_end;
2219
2220                 /*
2221                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2222                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2223                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2224                  */
2225                 if (ret)
2226                         goto error;
2227         }
2228         btrfs_release_path(path);
2229
2230         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2231                 cow_start = cur_offset;
2232
2233         if (cow_start != (u64)-1) {
2234                 cur_offset = end;
2235                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end);
2236                 cow_start = (u64)-1;
2237                 if (ret)
2238                         goto error;
2239         }
2240
2241         btrfs_free_path(path);
2242         return 0;
2243
2244 error:
2245         /*
2246          * If an error happened while a COW region is outstanding, cur_offset
2247          * needs to be reset to cow_start to ensure the COW region is unlocked
2248          * as well.
2249          */
2250         if (cow_start != (u64)-1)
2251                 cur_offset = cow_start;
2252
2253         /*
2254          * We need to lock the extent here because we're clearing DELALLOC and
2255          * we're not locked at this point.
2256          */
2257         if (cur_offset < end) {
2258                 struct extent_state *cached = NULL;
2259
2260                 lock_extent(&inode->io_tree, cur_offset, end, &cached);
2261                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2262                                              locked_page, &cached,
2263                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
2264                                              EXTENT_DEFRAG |
2265                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2266                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2267                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2268         }
2269         btrfs_free_path(path);
2270         return ret;
2271 }
2272
2273 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2274 {
2275         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2276                 if (inode->defrag_bytes &&
2277                     test_range_bit_exists(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG))
2278                         return false;
2279                 return true;
2280         }
2281         return false;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2286  * being touched for the first time.
2287  */
2288 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2289                              u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc)
2290 {
2291         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2292         int ret;
2293
2294         /*
2295          * The range must cover part of the @locked_page, or a return of 1
2296          * can confuse the caller.
2297          */
2298         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2299                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2300
2301         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2302                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end);
2303                 goto out;
2304         }
2305
2306         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2307             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2308             run_delalloc_compressed(inode, locked_page, start, end, wbc))
2309                 return 1;
2310
2311         if (zoned)
2312                 ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, wbc,
2313                                        true);
2314         else
2315                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL,
2316                                      false, false);
2317
2318 out:
2319         if (ret < 0)
2320                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2321                                               end - start + 1);
2322         return ret;
2323 }
2324
2325 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2326                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2327 {
2328         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2329         u64 size;
2330
2331         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2332
2333         /* not delalloc, ignore it */
2334         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2335                 return;
2336
2337         size = orig->end - orig->start + 1;
2338         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2339                 u32 num_extents;
2340                 u64 new_size;
2341
2342                 /*
2343                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2344                  * applies here, just in reverse.
2345                  */
2346                 new_size = orig->end - split + 1;
2347                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2348                 new_size = split - orig->start;
2349                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2350                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2351                         return;
2352         }
2353
2354         spin_lock(&inode->lock);
2355         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2356         spin_unlock(&inode->lock);
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2361  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2362  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2363  */
2364 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2365                                  struct extent_state *other)
2366 {
2367         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2368         u64 new_size, old_size;
2369         u32 num_extents;
2370
2371         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2372
2373         /* not delalloc, ignore it */
2374         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2375                 return;
2376
2377         if (new->start > other->start)
2378                 new_size = new->end - other->start + 1;
2379         else
2380                 new_size = other->end - new->start + 1;
2381
2382         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2383         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2384                 spin_lock(&inode->lock);
2385                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2386                 spin_unlock(&inode->lock);
2387                 return;
2388         }
2389
2390         /*
2391          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2392          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2393          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2394          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2395          *
2396          * [ 4k][MAX_SIZE]
2397          *
2398          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2399          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2400          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2401          *
2402          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2403          *
2404          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2405          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2406          * this case.
2407          */
2408         old_size = other->end - other->start + 1;
2409         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2410         old_size = new->end - new->start + 1;
2411         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2412         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2413                 return;
2414
2415         spin_lock(&inode->lock);
2416         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2417         spin_unlock(&inode->lock);
2418 }
2419
2420 static void btrfs_add_delalloc_inode(struct btrfs_inode *inode)
2421 {
2422         struct btrfs_root *root = inode->root;
2423         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2424
2425         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2426         ASSERT(list_empty(&inode->delalloc_inodes));
2427         list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2428         root->nr_delalloc_inodes++;
2429         if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2430                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2431                 ASSERT(list_empty(&root->delalloc_root));
2432                 list_add_tail(&root->delalloc_root, &fs_info->delalloc_roots);
2433                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2434         }
2435         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2436 }
2437
2438 void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_inode *inode)
2439 {
2440         struct btrfs_root *root = inode->root;
2441         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2442
2443         lockdep_assert_held(&root->delalloc_lock);
2444
2445         /*
2446          * We may be called after the inode was already deleted from the list,
2447          * namely in the transaction abort path btrfs_destroy_delalloc_inodes(),
2448          * and then later through btrfs_clear_delalloc_extent() while the inode
2449          * still has ->delalloc_bytes > 0.
2450          */
2451         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2452                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2453                 root->nr_delalloc_inodes--;
2454                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2455                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2456                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2457                         ASSERT(!list_empty(&root->delalloc_root));
2458                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2459                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2460                 }
2461         }
2462 }
2463
2464 /*
2465  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2466  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2467  */
2468 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2469                                u32 bits)
2470 {
2471         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2472
2473         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2474
2475         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2476                 WARN_ON(1);
2477         /*
2478          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2479          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2480          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2481          */
2482         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2483                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2484                 u64 prev_delalloc_bytes;
2485                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2486
2487                 spin_lock(&inode->lock);
2488                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2489                 spin_unlock(&inode->lock);
2490
2491                 /* For sanity tests */
2492                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2493                         return;
2494
2495                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2496                                          fs_info->delalloc_batch);
2497                 spin_lock(&inode->lock);
2498                 prev_delalloc_bytes = inode->delalloc_bytes;
2499                 inode->delalloc_bytes += len;
2500                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2501                         inode->defrag_bytes += len;
2502                 spin_unlock(&inode->lock);
2503
2504                 /*
2505                  * We don't need to be under the protection of the inode's lock,
2506                  * because we are called while holding the inode's io_tree lock
2507                  * and are therefore protected against concurrent calls of this
2508                  * function and btrfs_clear_delalloc_extent().
2509                  */
2510                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) && prev_delalloc_bytes == 0)
2511                         btrfs_add_delalloc_inode(inode);
2512         }
2513
2514         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2515             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2516                 spin_lock(&inode->lock);
2517                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2518                 spin_unlock(&inode->lock);
2519         }
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2524  * accounting happens.
2525  */
2526 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2527                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2528 {
2529         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2530         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2531         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2532
2533         lockdep_assert_held(&inode->io_tree.lock);
2534
2535         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2536                 spin_lock(&inode->lock);
2537                 inode->defrag_bytes -= len;
2538                 spin_unlock(&inode->lock);
2539         }
2540
2541         /*
2542          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2543          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2544          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2545          */
2546         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2547                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2548                 u64 new_delalloc_bytes;
2549
2550                 spin_lock(&inode->lock);
2551                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2552                 spin_unlock(&inode->lock);
2553
2554                 /*
2555                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2556                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2557                  * error.
2558                  */
2559                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2560                     root != fs_info->tree_root)
2561                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, true);
2562
2563                 /* For sanity tests. */
2564                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2565                         return;
2566
2567                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2568                     !btrfs_is_free_space_inode(inode) &&
2569                     !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2570                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2571                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2572
2573                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2574                                          fs_info->delalloc_batch);
2575                 spin_lock(&inode->lock);
2576                 inode->delalloc_bytes -= len;
2577                 new_delalloc_bytes = inode->delalloc_bytes;
2578                 spin_unlock(&inode->lock);
2579
2580                 /*
2581                  * We don't need to be under the protection of the inode's lock,
2582                  * because we are called while holding the inode's io_tree lock
2583                  * and are therefore protected against concurrent calls of this
2584                  * function and btrfs_set_delalloc_extent().
2585                  */
2586                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode) && new_delalloc_bytes == 0) {
2587                         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2588                         btrfs_del_delalloc_inode(inode);
2589                         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2590                 }
2591         }
2592
2593         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2594             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2595                 spin_lock(&inode->lock);
2596                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2597                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2598                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2599                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2600                 spin_unlock(&inode->lock);
2601         }
2602 }
2603
2604 static int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2605                                         struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2606 {
2607         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2608         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2609         struct btrfs_ordered_extent *new;
2610         int ret;
2611
2612         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2613         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2614                 return -EINVAL;
2615
2616         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2617         if (ordered->disk_num_bytes == len) {
2618                 refcount_inc(&ordered->refs);
2619                 bbio->ordered = ordered;
2620                 return 0;
2621         }
2622
2623         /*
2624          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2625          * a pre-existing one.
2626          */
2627         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags)) {
2628                 ret = split_extent_map(bbio->inode, bbio->file_offset,
2629                                        ordered->num_bytes, len,
2630                                        ordered->disk_bytenr);
2631                 if (ret)
2632                         return ret;
2633         }
2634
2635         new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2636         if (IS_ERR(new))
2637                 return PTR_ERR(new);
2638         bbio->ordered = new;
2639         return 0;
2640 }
2641
2642 /*
2643  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2644  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2645  */
2646 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2647                              struct list_head *list)
2648 {
2649         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2650         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2651         int ret;
2652
2653         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2654                 trans->adding_csums = true;
2655                 if (!csum_root)
2656                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2657                                                     sum->logical);
2658                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2659                 trans->adding_csums = false;
2660                 if (ret)
2661                         return ret;
2662         }
2663         return 0;
2664 }
2665
2666 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2667                                          const u64 start,
2668                                          const u64 len,
2669                                          struct extent_state **cached_state)
2670 {
2671         u64 search_start = start;
2672         const u64 end = start + len - 1;
2673
2674         while (search_start < end) {
2675                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2676                 struct extent_map *em;
2677                 u64 em_len;
2678                 int ret = 0;
2679
2680                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, search_start, search_len);
2681                 if (IS_ERR(em))
2682                         return PTR_ERR(em);
2683
2684                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2685                         goto next;
2686
2687                 em_len = em->len;
2688                 if (em->start < search_start)
2689                         em_len -= search_start - em->start;
2690                 if (em_len > search_len)
2691                         em_len = search_len;
2692
2693                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2694                                      search_start + em_len - 1,
2695                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2696 next:
2697                 search_start = extent_map_end(em);
2698                 free_extent_map(em);
2699                 if (ret)
2700                         return ret;
2701         }
2702         return 0;
2703 }
2704
2705 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2706                               unsigned int extra_bits,
2707                               struct extent_state **cached_state)
2708 {
2709         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2710
2711         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2712             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2713                 /*
2714                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2715                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2716                  */
2717                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2718         } else {
2719                 int ret;
2720
2721                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2722                                                     end + 1 - start,
2723                                                     cached_state);
2724                 if (ret)
2725                         return ret;
2726         }
2727
2728         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2729                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2730 }
2731
2732 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2733 struct btrfs_writepage_fixup {
2734         struct page *page;
2735         struct btrfs_inode *inode;
2736         struct btrfs_work work;
2737 };
2738
2739 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2740 {
2741         struct btrfs_writepage_fixup *fixup =
2742                 container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2743         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2744         struct extent_state *cached_state = NULL;
2745         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2746         struct page *page = fixup->page;
2747         struct btrfs_inode *inode = fixup->inode;
2748         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2749         u64 page_start = page_offset(page);
2750         u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2751         int ret = 0;
2752         bool free_delalloc_space = true;
2753
2754         /*
2755          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2756          * we take the page lock.
2757          */
2758         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2759                                            PAGE_SIZE);
2760 again:
2761         lock_page(page);
2762
2763         /*
2764          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2765          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2766          * address space.
2767          */
2768         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2769                 /*
2770                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2771                  *
2772                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2773                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2774                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2775                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2776                  *    while waiting for the ordered extent.
2777                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2778                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2779                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2780                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2781                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2782                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2783                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2784                  *    when the page was already properly dealt with.
2785                  */
2786                 if (!ret) {
2787                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2788                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2789                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2790                                                      true);
2791                 }
2792                 ret = 0;
2793                 goto out_page;
2794         }
2795
2796         /*
2797          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2798          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2799          */
2800         if (ret)
2801                 goto out_page;
2802
2803         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2804
2805         /* already ordered? We're done */
2806         if (PageOrdered(page))
2807                 goto out_reserved;
2808
2809         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2810         if (ordered) {
2811                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2812                               &cached_state);
2813                 unlock_page(page);
2814                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2815                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2816                 goto again;
2817         }
2818
2819         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2820                                         &cached_state);
2821         if (ret)
2822                 goto out_reserved;
2823
2824         /*
2825          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2826          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2827          * destination.
2828          *
2829          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2830          */
2831         BUG_ON(!PageDirty(page));
2832         free_delalloc_space = false;
2833 out_reserved:
2834         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2835         if (free_delalloc_space)
2836                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2837                                              PAGE_SIZE, true);
2838         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2839 out_page:
2840         if (ret) {
2841                 /*
2842                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2843                  * to reflect the errors and clean the page.
2844                  */
2845                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2846                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, page_start,
2847                                                PAGE_SIZE, !ret);
2848                 clear_page_dirty_for_io(page);
2849         }
2850         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, page_folio(page), page_start, PAGE_SIZE);
2851         unlock_page(page);
2852         put_page(page);
2853         kfree(fixup);
2854         extent_changeset_free(data_reserved);
2855         /*
2856          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2857          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2858          * deadlock.
2859          */
2860         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2861 }
2862
2863 /*
2864  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2865  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2866  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2867  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2868  *
2869  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2870  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2871  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2872  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2873  */
2874 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2875 {
2876         struct inode *inode = page->mapping->host;
2877         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
2878         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2879
2880         /* This page has ordered extent covering it already */
2881         if (PageOrdered(page))
2882                 return 0;
2883
2884         /*
2885          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2886          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2887          *
2888          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2889          * EAGAIN.
2890          */
2891         if (PageChecked(page))
2892                 return -EAGAIN;
2893
2894         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2895         if (!fixup)
2896                 return -EAGAIN;
2897
2898         /*
2899          * We are already holding a reference to this inode from
2900          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2901          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2902          * page->mapping outside of the page lock.
2903          */
2904         ihold(inode);
2905         btrfs_folio_set_checked(fs_info, page_folio(page), page_offset(page), PAGE_SIZE);
2906         get_page(page);
2907         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL);
2908         fixup->page = page;
2909         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2910         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2911
2912         return -EAGAIN;
2913 }
2914
2915 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2916                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2917                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2918                                        const bool update_inode_bytes,
2919                                        u64 qgroup_reserved)
2920 {
2921         struct btrfs_root *root = inode->root;
2922         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2923         struct btrfs_path *path;
2924         struct extent_buffer *leaf;
2925         struct btrfs_key ins;
2926         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2927         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2928         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2929         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2930         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2931         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2932         int ret;
2933
2934         path = btrfs_alloc_path();
2935         if (!path)
2936                 return -ENOMEM;
2937
2938         /*
2939          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2940          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2941          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2942          *
2943          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2944          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2945          * with the others.
2946          */
2947         drop_args.path = path;
2948         drop_args.start = file_pos;
2949         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2950         drop_args.replace_extent = true;
2951         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2952         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2953         if (ret)
2954                 goto out;
2955
2956         if (!drop_args.extent_inserted) {
2957                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2958                 ins.offset = file_pos;
2959                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2960
2961                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2962                                               sizeof(*stack_fi));
2963                 if (ret)
2964                         goto out;
2965         }
2966         leaf = path->nodes[0];
2967         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2968         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2969                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2970                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2971
2972         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2973         btrfs_release_path(path);
2974
2975         /*
2976          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2977          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2978          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2979          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2980          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2981          */
2982         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2983                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2984
2985                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2986                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2987                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2988                 num_bytes -= sectorsize;
2989         }
2990
2991         if (update_inode_bytes)
2992                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2993
2994         ins.objectid = disk_bytenr;
2995         ins.offset = disk_num_bytes;
2996         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2997
2998         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2999         if (ret)
3000                 goto out;
3001
3002         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3003                                                file_pos - offset,
3004                                                qgroup_reserved, &ins);
3005 out:
3006         btrfs_free_path(path);
3007
3008         return ret;
3009 }
3010
3011 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3012                                          u64 start, u64 len)
3013 {
3014         struct btrfs_block_group *cache;
3015
3016         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3017         ASSERT(cache);
3018
3019         spin_lock(&cache->lock);
3020         cache->delalloc_bytes -= len;
3021         spin_unlock(&cache->lock);
3022
3023         btrfs_put_block_group(cache);
3024 }
3025
3026 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3027                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3028 {
3029         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3030         bool update_inode_bytes;
3031         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3032         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3033
3034         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3035         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3036         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3037         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3038                                                    oe->disk_num_bytes);
3039         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3040         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3041                 num_bytes = oe->truncated_len;
3042                 ram_bytes = num_bytes;
3043         }
3044         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3045         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3046         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3047         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3048
3049         /*
3050          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3051          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3052          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3053          * except if the ordered extent was truncated.
3054          */
3055         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3056                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3057                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3058
3059         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3060                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3061                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3062 }
3063
3064 /*
3065  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3066  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3067  * fully written.
3068  */
3069 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3070 {
3071         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3072         struct btrfs_root *root = inode->root;
3073         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3074         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3075         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3076         struct extent_state *cached_state = NULL;
3077         u64 start, end;
3078         int compress_type = 0;
3079         int ret = 0;
3080         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3081         bool freespace_inode;
3082         bool truncated = false;
3083         bool clear_reserved_extent = true;
3084         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3085
3086         start = ordered_extent->file_offset;
3087         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3088
3089         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3090             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3091             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3092             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3093                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3094
3095         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3096         if (!freespace_inode)
3097                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3098
3099         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3100                 ret = -EIO;
3101                 goto out;
3102         }
3103
3104         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3105                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3106                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3107
3108         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3109                 truncated = true;
3110                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3111                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3112                 if (!logical_len)
3113                         goto out;
3114         }
3115
3116         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3117                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3118
3119                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3120                 if (freespace_inode)
3121                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3122                 else
3123                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3124                 if (IS_ERR(trans)) {
3125                         ret = PTR_ERR(trans);
3126                         trans = NULL;
3127                         goto out;
3128                 }
3129                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3130                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3131                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3132                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3133                 goto out;
3134         }
3135
3136         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3137         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3138
3139         if (freespace_inode)
3140                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3141         else
3142                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3143         if (IS_ERR(trans)) {
3144                 ret = PTR_ERR(trans);
3145                 trans = NULL;
3146                 goto out;
3147         }
3148
3149         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3150
3151         ret = btrfs_insert_raid_extent(trans, ordered_extent);
3152         if (ret)
3153                 goto out;
3154
3155         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3156                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3157         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3158                 BUG_ON(compress_type);
3159                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3160                                                 ordered_extent->file_offset,
3161                                                 ordered_extent->file_offset +
3162                                                 logical_len);
3163                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3164                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3165         } else {
3166                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3167                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3168                 if (!ret) {
3169                         clear_reserved_extent = false;
3170                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3171                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3172                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3173                 }
3174         }
3175         if (ret < 0) {
3176                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3177                 goto out;
3178         }
3179
3180         ret = unpin_extent_cache(inode, ordered_extent->file_offset,
3181                                  ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3182         if (ret < 0) {
3183                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3184                 goto out;
3185         }
3186
3187         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3188         if (ret) {
3189                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3190                 goto out;
3191         }
3192
3193         /*
3194          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3195          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3196          * before updating the inode item.
3197          */
3198         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3199             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3200                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3201                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3202                                  &cached_state);
3203
3204         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3205         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3206         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3207                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3208                 goto out;
3209         }
3210 out:
3211         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3212                          &cached_state);
3213
3214         if (trans)
3215                 btrfs_end_transaction(trans);
3216
3217         if (ret || truncated) {
3218                 u64 unwritten_start = start;
3219
3220                 /*
3221                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3222                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3223                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3224                  * already set.  Any error during writeback would have already
3225                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3226                  * marking this ordered extent as failed.
3227                  */
3228                 if (ret)
3229                         btrfs_mark_ordered_extent_error(ordered_extent);
3230
3231                 if (truncated)
3232                         unwritten_start += logical_len;
3233                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3234
3235                 /*
3236                  * Drop extent maps for the part of the extent we didn't write.
3237                  *
3238                  * We have an exception here for the free_space_inode, this is
3239                  * because when we do btrfs_get_extent() on the free space inode
3240                  * we will search the commit root.  If this is a new block group
3241                  * we won't find anything, and we will trip over the assert in
3242                  * writepage where we do ASSERT(em->block_start !=
3243                  * EXTENT_MAP_HOLE).
3244                  *
3245                  * Theoretically we could also skip this for any NOCOW extent as
3246                  * we don't mess with the extent map tree in the NOCOW case, but
3247                  * for now simply skip this if we are the free space inode.
3248                  */
3249                 if (!btrfs_is_free_space_inode(inode))
3250                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start,
3251                                                     end, false);
3252
3253                 /*
3254                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3255                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3256                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3257                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3258                  *
3259                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3260                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3261                  * has already been done.
3262                  */
3263                 if ((ret || !logical_len) &&
3264                     clear_reserved_extent &&
3265                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3266                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3267                         /*
3268                          * Discard the range before returning it back to the
3269                          * free space pool
3270                          */
3271                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3272                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3273                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3274                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3275                                                 NULL);
3276                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3277                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3278                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3279                         /*
3280                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3281                          * the ordered extent was created.
3282                          */
3283                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, btrfs_root_id(inode->root),
3284                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3285                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3286                 }
3287         }
3288
3289         /*
3290          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3291          * updating everything for this ordered extent.
3292          */
3293         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3294
3295         /* once for us */
3296         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3297         /* once for the tree */
3298         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3299
3300         return ret;
3301 }
3302
3303 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3304 {
3305         if (btrfs_is_zoned(inode_to_fs_info(ordered->inode)) &&
3306             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags) &&
3307             list_empty(&ordered->bioc_list))
3308                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3309         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3310 }
3311
3312 /*
3313  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3314  * on the type of I/O.
3315  */
3316 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3317                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3318 {
3319         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3320         char *kaddr;
3321
3322         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3323
3324         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3325
3326         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3327         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3328         kunmap_local(kaddr);
3329
3330         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3331                 return -EIO;
3332         return 0;
3333 }
3334
3335 /*
3336  * Verify the checksum of a single data sector.
3337  *
3338  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3339  * @dev:        device the sector is on
3340  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3341  * @bv:         bio_vec to check
3342  *
3343  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3344  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3345  *
3346  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3347  */
3348 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3349                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3350 {
3351         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3352         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3353         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3354         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3355         u8 *csum_expected;
3356         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3357
3358         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3359
3360         if (!bbio->csum)
3361                 return true;
3362
3363         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3364             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3365                            NULL)) {
3366                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3367                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3368                                   EXTENT_NODATASUM);
3369                 return true;
3370         }
3371
3372         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3373                                 fs_info->csum_size;
3374         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3375                                     csum_expected))
3376                 goto zeroit;
3377         return true;
3378
3379 zeroit:
3380         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3381                                     bbio->mirror_num);
3382         if (dev)
3383                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3384         memzero_bvec(bv);
3385         return false;
3386 }
3387
3388 /*
3389  * Perform a delayed iput on @inode.
3390  *
3391  * @inode: The inode we want to perform iput on
3392  *
3393  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3394  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3395  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3396  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3397  */
3398 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3399 {
3400         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3401         unsigned long flags;
3402
3403         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3404                 return;
3405
3406         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3407         /*
3408          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3409          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3410          * context.
3411          */
3412         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3413         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3414         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3415         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3416         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3417                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3418 }
3419
3420 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3421                                     struct btrfs_inode *inode)
3422 {
3423         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3424         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3425         iput(&inode->vfs_inode);
3426         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3427                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3428         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3429 }
3430
3431 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3432                                    struct btrfs_inode *inode)
3433 {
3434         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3435                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3436                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3437                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3438                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3439         }
3440 }
3441
3442 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3443 {
3444         /*
3445          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3446          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3447          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3448          * prevent a deadlock.
3449          */
3450         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3451         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3452                 struct btrfs_inode *inode;
3453
3454                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3455                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3456                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3457                 if (need_resched()) {
3458                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3459                         cond_resched();
3460                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3461                 }
3462         }
3463         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3464 }
3465
3466 /*
3467  * Wait for flushing all delayed iputs
3468  *
3469  * @fs_info:  the filesystem
3470  *
3471  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3472  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3473  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3474  * that might get blocked on the iputs.
3475  *
3476  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3477  */
3478 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3479 {
3480         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3481                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3482         if (ret)
3483                 return -EINTR;
3484         return 0;
3485 }
3486
3487 /*
3488  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3489  * in the middle of an unlink.
3490  */
3491 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3492                      struct btrfs_inode *inode)
3493 {
3494         int ret;
3495
3496         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3497         if (ret && ret != -EEXIST) {
3498                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3499                 return ret;
3500         }
3501
3502         return 0;
3503 }
3504
3505 /*
3506  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3507  * this particular inode.
3508  */
3509 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3510                             struct btrfs_inode *inode)
3511 {
3512         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3513 }
3514
3515 /*
3516  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3517  * of this root.
3518  */
3519 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3520 {
3521         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3522         struct btrfs_path *path;
3523         struct extent_buffer *leaf;
3524         struct btrfs_key key, found_key;
3525         struct btrfs_trans_handle *trans;
3526         struct inode *inode;
3527         u64 last_objectid = 0;
3528         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3529
3530         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3531                 return 0;
3532
3533         path = btrfs_alloc_path();
3534         if (!path) {
3535                 ret = -ENOMEM;
3536                 goto out;
3537         }
3538         path->reada = READA_BACK;
3539
3540         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3541         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3542         key.offset = (u64)-1;
3543
3544         while (1) {
3545                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3546                 if (ret < 0)
3547                         goto out;
3548
3549                 /*
3550                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3551                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3552                  * find the key and see if we have stuff that matches
3553                  */
3554                 if (ret > 0) {
3555                         ret = 0;
3556                         if (path->slots[0] == 0)
3557                                 break;
3558                         path->slots[0]--;
3559                 }
3560
3561                 /* pull out the item */
3562                 leaf = path->nodes[0];
3563                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3564
3565                 /* make sure the item matches what we want */
3566                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3567                         break;
3568                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3569                         break;
3570
3571                 /* release the path since we're done with it */
3572                 btrfs_release_path(path);
3573
3574                 /*
3575                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3576                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3577                  * offset of the orphan item.
3578                  */
3579
3580                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3581                         /*
3582                          * We found the same inode as before. This means we were
3583                          * not able to remove its items via eviction triggered
3584                          * by an iput(). A transaction abort may have happened,
3585                          * due to -ENOSPC for example, so try to grab the error
3586                          * that lead to a transaction abort, if any.
3587                          */
3588                         btrfs_err(fs_info,
3589                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3590                         ret = BTRFS_FS_ERROR(fs_info) ?: -EINVAL;
3591                         goto out;
3592                 }
3593
3594                 last_objectid = found_key.offset;
3595
3596                 found_key.objectid = found_key.offset;
3597                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3598                 found_key.offset = 0;
3599                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3600                 if (IS_ERR(inode)) {
3601                         ret = PTR_ERR(inode);
3602                         inode = NULL;
3603                         if (ret != -ENOENT)
3604                                 goto out;
3605                 }
3606
3607                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3608                         struct btrfs_root *dead_root;
3609                         int is_dead_root = 0;
3610
3611                         /*
3612                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3613                          * could come from 2 sources:
3614                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3615                          *  b) a free space cache inode
3616                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3617                          * for a root must not get deleted before the deletion
3618                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3619                          *
3620                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3621                          * found all deleted roots and loaded them into
3622                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3623                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3624                          * up the root from that radix tree.
3625                          */
3626
3627                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3628                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3629                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3630                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3631                                 is_dead_root = 1;
3632                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3633
3634                         if (is_dead_root) {
3635                                 /* prevent this orphan from being found again */
3636                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3637                                 continue;
3638                         }
3639
3640                 }
3641
3642                 /*
3643                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3644                  * possibilities:
3645                  *
3646                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3647                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3648                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3649                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3650
3651                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3652                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3653                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3654                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3655                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3656                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3657                  *
3658                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3659                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3660                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3661                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3662                  * the orphan item.
3663                  *
3664                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3665                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3666                  * but either way, we can delete the orphan item.
3667                  */
3668                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3669                         if (inode) {
3670                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3671                                 iput(inode);
3672                                 inode = NULL;
3673                                 if (ret)
3674                                         goto out;
3675                         }
3676                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3677                         if (IS_ERR(trans)) {
3678                                 ret = PTR_ERR(trans);
3679                                 goto out;
3680                         }
3681                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3682                                     found_key.objectid);
3683                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3684                                                     found_key.objectid);
3685                         btrfs_end_transaction(trans);
3686                         if (ret)
3687                                 goto out;
3688                         continue;
3689                 }
3690
3691                 nr_unlink++;
3692
3693                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3694                 iput(inode);
3695         }
3696         /* release the path since we're done with it */
3697         btrfs_release_path(path);
3698
3699         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3700                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3701                 if (!IS_ERR(trans))
3702                         btrfs_end_transaction(trans);
3703         }
3704
3705         if (nr_unlink)
3706                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3707
3708 out:
3709         if (ret)
3710                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3711         btrfs_free_path(path);
3712         return ret;
3713 }
3714
3715 /*
3716  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3717  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3718  *
3719  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3720  */
3721 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3722                                           int slot, u64 objectid,
3723                                           int *first_xattr_slot)
3724 {
3725         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3726         struct btrfs_key found_key;
3727         static u64 xattr_access = 0;
3728         static u64 xattr_default = 0;
3729         int scanned = 0;
3730
3731         if (!xattr_access) {
3732                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3733                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3734                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3735                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3736         }
3737
3738         slot++;
3739         *first_xattr_slot = -1;
3740         while (slot < nritems) {
3741                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3742
3743                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3744                 if (found_key.objectid != objectid)
3745                         return 0;
3746
3747                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3748                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3749                         if (*first_xattr_slot == -1)
3750                                 *first_xattr_slot = slot;
3751                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3752                             found_key.offset == xattr_default)
3753                                 return 1;
3754                 }
3755
3756                 /*
3757                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3758                  * be any acls later on
3759                  */
3760                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3761                         return 0;
3762
3763                 slot++;
3764                 scanned++;
3765
3766                 /*
3767                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3768                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3769                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3770                  * this is just an optimization
3771                  */
3772                 if (scanned >= 8)
3773                         break;
3774         }
3775         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3776          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3777          * has acls
3778          */
3779         if (*first_xattr_slot == -1)
3780                 *first_xattr_slot = slot;
3781         return 1;
3782 }
3783
3784 /*
3785  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3786  */
3787 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3788                                    struct btrfs_path *in_path)
3789 {
3790         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
3791         struct btrfs_path *path = in_path;
3792         struct extent_buffer *leaf;
3793         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3794         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3795         struct btrfs_key location;
3796         unsigned long ptr;
3797         int maybe_acls;
3798         u32 rdev;
3799         int ret;
3800         bool filled = false;
3801         int first_xattr_slot;
3802
3803         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3804         if (!ret)
3805                 filled = true;
3806
3807         if (!path) {
3808                 path = btrfs_alloc_path();
3809                 if (!path)
3810                         return -ENOMEM;
3811         }
3812
3813         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3814
3815         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3816         if (ret) {
3817                 if (path != in_path)
3818                         btrfs_free_path(path);
3819                 return ret;
3820         }
3821
3822         leaf = path->nodes[0];
3823
3824         if (filled)
3825                 goto cache_index;
3826
3827         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3828                                     struct btrfs_inode_item);
3829         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3830         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3831         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3832         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3833         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3834         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3835                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3836
3837         inode_set_atime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime),
3838                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime));
3839
3840         inode_set_mtime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime),
3841                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime));
3842
3843         inode_set_ctime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime),
3844                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime));
3845
3846         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3847         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3848
3849         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3850         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3851         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3852
3853         inode_set_iversion_queried(inode,
3854                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3855         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3856         inode->i_rdev = 0;
3857         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3858
3859         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3860         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3861                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3862
3863 cache_index:
3864         /*
3865          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3866          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3867          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3868          * cache.
3869          *
3870          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3871          * in the delayed_nodes xarray.
3872          */
3873         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == btrfs_get_fs_generation(fs_info))
3874                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3875                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3876
3877         /*
3878          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3879          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3880          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3881          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3882          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3883          * replayed. For example, in the scenario:
3884          *
3885          * touch mydir/foo
3886          * ln mydir/foo mydir/bar
3887          * sync
3888          * unlink mydir/bar
3889          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3890          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3891          * <power failure>
3892          * mount fs, triggers fsync log replay
3893          *
3894          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3895          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3896          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3897          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3898          *
3899          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3900          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3901          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3902          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3903          */
3904         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3905
3906         /*
3907          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3908          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3909          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3910          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3911          */
3912         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3913
3914         path->slots[0]++;
3915         if (inode->i_nlink != 1 ||
3916             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3917                 goto cache_acl;
3918
3919         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3920         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3921                 goto cache_acl;
3922
3923         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3924         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3925                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3926
3927                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3928                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3929         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3930                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3931
3932                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3933                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3934                                                                      extref);
3935         }
3936 cache_acl:
3937         /*
3938          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3939          * any xattrs or acls
3940          */
3941         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3942                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3943         if (first_xattr_slot != -1) {
3944                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3945                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3946                 if (ret)
3947                         btrfs_err(fs_info,
3948                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3949                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3950                                   btrfs_root_id(root), ret);
3951         }
3952         if (path != in_path)
3953                 btrfs_free_path(path);
3954
3955         if (!maybe_acls)
3956                 cache_no_acl(inode);
3957
3958         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3959         case S_IFREG:
3960                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3961                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3962                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3963                 break;
3964         case S_IFDIR:
3965                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3966                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3967                 break;
3968         case S_IFLNK:
3969                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3970                 inode_nohighmem(inode);
3971                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3972                 break;
3973         default:
3974                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3975                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3976                 break;
3977         }
3978
3979         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3980         return 0;
3981 }
3982
3983 /*
3984  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3985  */
3986 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3987                             struct extent_buffer *leaf,
3988                             struct btrfs_inode_item *item,
3989                             struct inode *inode)
3990 {
3991         struct btrfs_map_token token;
3992         u64 flags;
3993
3994         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3995
3996         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3997         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3998         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3999         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4000         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4001
4002         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4003                                      inode_get_atime_sec(inode));
4004         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4005                                       inode_get_atime_nsec(inode));
4006
4007         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4008                                      inode_get_mtime_sec(inode));
4009         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4010                                       inode_get_mtime_nsec(inode));
4011
4012         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4013                                      inode_get_ctime_sec(inode));
4014         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4015                                       inode_get_ctime_nsec(inode));
4016
4017         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_sec);
4018         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime, BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec);
4019
4020         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4021         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4022                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4023         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4024         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4025         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4026         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4027                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4028         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4029         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4030 }
4031
4032 /*
4033  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4034  */
4035 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4036                                             struct btrfs_inode *inode)
4037 {
4038         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4039         struct btrfs_path *path;
4040         struct extent_buffer *leaf;
4041         int ret;
4042
4043         path = btrfs_alloc_path();
4044         if (!path)
4045                 return -ENOMEM;
4046
4047         ret = btrfs_lookup_inode(trans, inode->root, path, &inode->location, 1);
4048         if (ret) {
4049                 if (ret > 0)
4050                         ret = -ENOENT;
4051                 goto failed;
4052         }
4053
4054         leaf = path->nodes[0];
4055         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4056                                     struct btrfs_inode_item);
4057
4058         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4059         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
4060         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4061         ret = 0;
4062 failed:
4063         btrfs_free_path(path);
4064         return ret;
4065 }
4066
4067 /*
4068  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4069  */
4070 int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4071                        struct btrfs_inode *inode)
4072 {
4073         struct btrfs_root *root = inode->root;
4074         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4075         int ret;
4076
4077         /*
4078          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4079          * if we put it into the delayed code.
4080          *
4081          * The data relocation inode should also be directly updated
4082          * without delay
4083          */
4084         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4085             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4086             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4087                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4088
4089                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, inode);
4090                 if (!ret)
4091                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4092                 return ret;
4093         }
4094
4095         return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4096 }
4097
4098 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4099                                 struct btrfs_inode *inode)
4100 {
4101         int ret;
4102
4103         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4104         if (ret == -ENOSPC)
4105                 return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4106         return ret;
4107 }
4108
4109 /*
4110  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4111  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4112  * also drops the back refs in the inode to the directory
4113  */
4114 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4115                                 struct btrfs_inode *dir,
4116                                 struct btrfs_inode *inode,
4117                                 const struct fscrypt_str *name,
4118                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4119 {
4120         struct btrfs_root *root = dir->root;
4121         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4122         struct btrfs_path *path;
4123         int ret = 0;
4124         struct btrfs_dir_item *di;
4125         u64 index;
4126         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4127         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4128
4129         path = btrfs_alloc_path();
4130         if (!path) {
4131                 ret = -ENOMEM;
4132                 goto out;
4133         }
4134
4135         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4136         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4137                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4138                 goto err;
4139         }
4140         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4141         if (ret)
4142                 goto err;
4143         btrfs_release_path(path);
4144
4145         /*
4146          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4147          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4148          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4149          *
4150          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4151          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4152          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4153          * we update the inode item.
4154          */
4155         if (inode->dir_index) {
4156                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4157                 if (!ret) {
4158                         index = inode->dir_index;
4159                         goto skip_backref;
4160                 }
4161         }
4162
4163         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4164         if (ret) {
4165                 btrfs_info(fs_info,
4166                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4167                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4168                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4169                 goto err;
4170         }
4171 skip_backref:
4172         if (rename_ctx)
4173                 rename_ctx->index = index;
4174
4175         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4176         if (ret) {
4177                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4178                 goto err;
4179         }
4180
4181         /*
4182          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4183          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4184          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4185          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4186          */
4187         if (!rename_ctx) {
4188                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4189                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4190         }
4191
4192         /*
4193          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4194          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4195          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4196          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4197          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4198          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4199          * holding.
4200          */
4201         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4202 err:
4203         btrfs_free_path(path);
4204         if (ret)
4205                 goto out;
4206
4207         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4208         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4209         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4210         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4211         ret = btrfs_update_inode(trans, dir);
4212 out:
4213         return ret;
4214 }
4215
4216 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4217                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4218                        const struct fscrypt_str *name)
4219 {
4220         int ret;
4221
4222         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4223         if (!ret) {
4224                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4225                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4226         }
4227         return ret;
4228 }
4229
4230 /*
4231  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4232  *
4233  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4234  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4235  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4236  * allow the unlink to occur.
4237  */
4238 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4239 {
4240         struct btrfs_root *root = dir->root;
4241
4242         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4243                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4244 }
4245
4246 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4247 {
4248         struct btrfs_trans_handle *trans;
4249         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4250         int ret;
4251         struct fscrypt_name fname;
4252
4253         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4254         if (ret)
4255                 return ret;
4256
4257         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4258
4259         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4260         if (IS_ERR(trans)) {
4261                 ret = PTR_ERR(trans);
4262                 goto fscrypt_free;
4263         }
4264
4265         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4266                                 false);
4267
4268         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4269                                  &fname.disk_name);
4270         if (ret)
4271                 goto end_trans;
4272
4273         if (inode->i_nlink == 0) {
4274                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4275                 if (ret)
4276                         goto end_trans;
4277         }
4278
4279 end_trans:
4280         btrfs_end_transaction(trans);
4281         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4282 fscrypt_free:
4283         fscrypt_free_filename(&fname);
4284         return ret;
4285 }
4286
4287 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4288                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4289 {
4290         struct btrfs_root *root = dir->root;
4291         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4292         struct btrfs_path *path;
4293         struct extent_buffer *leaf;
4294         struct btrfs_dir_item *di;
4295         struct btrfs_key key;
4296         u64 index;
4297         int ret;
4298         u64 objectid;
4299         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4300         struct fscrypt_name fname;
4301
4302         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4303         if (ret)
4304                 return ret;
4305
4306         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4307
4308         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4309                 objectid = btrfs_root_id(inode->root);
4310         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4311                 objectid = inode->location.objectid;
4312         } else {
4313                 WARN_ON(1);
4314                 fscrypt_free_filename(&fname);
4315                 return -EINVAL;
4316         }
4317
4318         path = btrfs_alloc_path();
4319         if (!path) {
4320                 ret = -ENOMEM;
4321                 goto out;
4322         }
4323
4324         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4325                                    &fname.disk_name, -1);
4326         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4327                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4328                 goto out;
4329         }
4330
4331         leaf = path->nodes[0];
4332         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4333         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4334         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4335         if (ret) {
4336                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4337                 goto out;
4338         }
4339         btrfs_release_path(path);
4340
4341         /*
4342          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4343          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4344          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4345          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4346          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4347          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4348          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4349          */
4350         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4351                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4352                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4353                         if (!di)
4354                                 ret = -ENOENT;
4355                         else
4356                                 ret = PTR_ERR(di);
4357                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4358                         goto out;
4359                 }
4360
4361                 leaf = path->nodes[0];
4362                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4363                 index = key.offset;
4364                 btrfs_release_path(path);
4365         } else {
4366                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4367                                          btrfs_root_id(root), dir_ino,
4368                                          &index, &fname.disk_name);
4369                 if (ret) {
4370                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4371                         goto out;
4372                 }
4373         }
4374
4375         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4376         if (ret) {
4377                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4378                 goto out;
4379         }
4380
4381         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4382         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4383         inode_set_mtime_to_ts(&dir->vfs_inode, inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode));
4384         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, dir);
4385         if (ret)
4386                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4387 out:
4388         btrfs_free_path(path);
4389         fscrypt_free_filename(&fname);
4390         return ret;
4391 }
4392
4393 /*
4394  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4395  * default.
4396  */
4397 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4398 {
4399         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4400         struct btrfs_path *path;
4401         struct btrfs_dir_item *di;
4402         struct btrfs_key key;
4403         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4404         u64 dir_id;
4405         int ret;
4406
4407         path = btrfs_alloc_path();
4408         if (!path)
4409                 return -ENOMEM;
4410
4411         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4412         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4413         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4414                                    dir_id, &name, 0);
4415         if (di && !IS_ERR(di)) {
4416                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4417                 if (key.objectid == btrfs_root_id(root)) {
4418                         ret = -EPERM;
4419                         btrfs_err(fs_info,
4420                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4421                                   key.objectid);
4422                         goto out;
4423                 }
4424                 btrfs_release_path(path);
4425         }
4426
4427         key.objectid = btrfs_root_id(root);
4428         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4429         key.offset = (u64)-1;
4430
4431         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4432         if (ret < 0)
4433                 goto out;
4434         if (ret == 0) {
4435                 /*
4436                  * Key with offset -1 found, there would have to exist a root
4437                  * with such id, but this is out of valid range.
4438                  */
4439                 ret = -EUCLEAN;
4440                 goto out;
4441         }
4442
4443         ret = 0;
4444         if (path->slots[0] > 0) {
4445                 path->slots[0]--;
4446                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4447                 if (key.objectid == btrfs_root_id(root) && key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4448                         ret = -ENOTEMPTY;
4449         }
4450 out:
4451         btrfs_free_path(path);
4452         return ret;
4453 }
4454
4455 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4456 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4457 {
4458         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4459         struct btrfs_inode *inode;
4460         u64 min_ino = 0;
4461
4462         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4463                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4464
4465         inode = btrfs_find_first_inode(root, min_ino);
4466         while (inode) {
4467                 if (atomic_read(&inode->vfs_inode.i_count) > 1)
4468                         d_prune_aliases(&inode->vfs_inode);
4469
4470                 min_ino = btrfs_ino(inode) + 1;
4471                 /*
4472                  * btrfs_drop_inode() will have it removed from the inode
4473                  * cache when its usage count hits zero.
4474                  */
4475                 iput(&inode->vfs_inode);
4476                 cond_resched();
4477                 inode = btrfs_find_first_inode(root, min_ino);
4478         }
4479 }
4480
4481 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4482 {
4483         struct btrfs_root *root = dir->root;
4484         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4485         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4486         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4487         struct btrfs_trans_handle *trans;
4488         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4489         u64 root_flags;
4490         u64 qgroup_reserved = 0;
4491         int ret;
4492
4493         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4494
4495         /*
4496          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4497          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4498          * again is not run concurrently.
4499          */
4500         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4501         if (dest->send_in_progress) {
4502                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4503                 btrfs_warn(fs_info,
4504                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4505                            btrfs_root_id(dest));
4506                 ret = -EPERM;
4507                 goto out_up_write;
4508         }
4509         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4510                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4511                 btrfs_warn(fs_info,
4512                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4513                            btrfs_root_id(root));
4514                 ret = -EPERM;
4515                 goto out_up_write;
4516         }
4517         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4518         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4519                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4520         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4521
4522         ret = may_destroy_subvol(dest);
4523         if (ret)
4524                 goto out_undead;
4525
4526         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4527         /*
4528          * One for dir inode,
4529          * two for dir entries,
4530          * two for root ref/backref.
4531          */
4532         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4533         if (ret)
4534                 goto out_undead;
4535         qgroup_reserved = block_rsv.qgroup_rsv_reserved;
4536
4537         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4538         if (IS_ERR(trans)) {
4539                 ret = PTR_ERR(trans);
4540                 goto out_release;
4541         }
4542         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, root);
4543         if (ret) {
4544                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4545                 goto out_end_trans;
4546         }
4547         btrfs_qgroup_convert_reserved_meta(root, qgroup_reserved);
4548         qgroup_reserved = 0;
4549         trans->block_rsv = &block_rsv;
4550         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4551
4552         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4553
4554         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4555         if (ret) {
4556                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4557                 goto out_end_trans;
4558         }
4559
4560         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4561         if (ret) {
4562                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4563                 goto out_end_trans;
4564         }
4565
4566         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4567                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4568         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4569         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4570
4571         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4572                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4573                                         fs_info->tree_root,
4574                                         btrfs_root_id(dest));
4575                 if (ret) {
4576                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4577                         goto out_end_trans;
4578                 }
4579         }
4580
4581         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4582                                      BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL, btrfs_root_id(dest));
4583         if (ret && ret != -ENOENT) {
4584                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4585                 goto out_end_trans;
4586         }
4587         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4588                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4589                                           dest->root_item.received_uuid,
4590                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4591                                           btrfs_root_id(dest));
4592                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4593                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4594                         goto out_end_trans;
4595                 }
4596         }
4597
4598         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4599         dest->anon_dev = 0;
4600 out_end_trans:
4601         trans->block_rsv = NULL;
4602         trans->bytes_reserved = 0;
4603         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4604         inode->i_flags |= S_DEAD;
4605 out_release:
4606         btrfs_block_rsv_release(fs_info, &block_rsv, (u64)-1, NULL);
4607         if (qgroup_reserved)
4608                 btrfs_qgroup_free_meta_prealloc(root, qgroup_reserved);
4609 out_undead:
4610         if (ret) {
4611                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4612                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4613                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4614                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4615                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4616         }
4617 out_up_write:
4618         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4619         if (!ret) {
4620                 d_invalidate(dentry);
4621                 btrfs_prune_dentries(dest);
4622                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4623         }
4624
4625         return ret;
4626 }
4627
4628 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4629 {
4630         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4631         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4632         int ret = 0;
4633         struct btrfs_trans_handle *trans;
4634         u64 last_unlink_trans;
4635         struct fscrypt_name fname;
4636
4637         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4638                 return -ENOTEMPTY;
4639         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4640                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4641                         btrfs_err(fs_info,
4642                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4643                         return -EOPNOTSUPP;
4644                 }
4645                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4646         }
4647
4648         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4649         if (ret)
4650                 return ret;
4651
4652         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4653
4654         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4655         if (IS_ERR(trans)) {
4656                 ret = PTR_ERR(trans);
4657                 goto out_notrans;
4658         }
4659
4660         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4661                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4662                 goto out;
4663         }
4664
4665         ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4666         if (ret)
4667                 goto out;
4668
4669         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4670
4671         /* now the directory is empty */
4672         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4673                                  &fname.disk_name);
4674         if (!ret) {
4675                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4676                 /*
4677                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4678                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4679                  * log tree in the case we do something like this:
4680                  * 1) create dir foo
4681                  * 2) create snapshot under dir foo
4682                  * 3) delete the snapshot
4683                  * 4) rmdir foo
4684                  * 5) mkdir foo
4685                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4686                  */
4687                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4688                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4689         }
4690 out:
4691         btrfs_end_transaction(trans);
4692 out_notrans:
4693         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4694         fscrypt_free_filename(&fname);
4695
4696         return ret;
4697 }
4698
4699 /*
4700  * Read, zero a chunk and write a block.
4701  *
4702  * @inode - inode that we're zeroing
4703  * @from - the offset to start zeroing
4704  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4705  *      offset
4706  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4707  *
4708  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4709  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4710  */
4711 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4712                          int front)
4713 {
4714         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4715         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4716         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4717         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4718         struct extent_state *cached_state = NULL;
4719         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4720         bool only_release_metadata = false;
4721         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4722         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4723         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4724         struct folio *folio;
4725         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4726         size_t write_bytes = blocksize;
4727         int ret = 0;
4728         u64 block_start;
4729         u64 block_end;
4730
4731         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4732             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4733                 goto out;
4734
4735         block_start = round_down(from, blocksize);
4736         block_end = block_start + blocksize - 1;
4737
4738         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4739                                           blocksize, false);
4740         if (ret < 0) {
4741                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4742                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4743                         only_release_metadata = true;
4744                 } else {
4745                         goto out;
4746                 }
4747         }
4748         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4749         if (ret < 0) {
4750                 if (!only_release_metadata)
4751                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4752                                                        block_start, blocksize);
4753                 goto out;
4754         }
4755 again:
4756         folio = __filemap_get_folio(mapping, index,
4757                                     FGP_LOCK | FGP_ACCESSED | FGP_CREAT, mask);
4758         if (IS_ERR(folio)) {
4759                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4760                                              blocksize, true);
4761                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4762                 ret = -ENOMEM;
4763                 goto out;
4764         }
4765
4766         if (!folio_test_uptodate(folio)) {
4767                 ret = btrfs_read_folio(NULL, folio);
4768                 folio_lock(folio);
4769                 if (folio->mapping != mapping) {
4770                         folio_unlock(folio);
4771                         folio_put(folio);
4772                         goto again;
4773                 }
4774                 if (!folio_test_uptodate(folio)) {
4775                         ret = -EIO;
4776                         goto out_unlock;
4777                 }
4778         }
4779
4780         /*
4781          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4782          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4783          * folio private, but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4784          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4785          */
4786         ret = set_folio_extent_mapped(folio);
4787         if (ret < 0)
4788                 goto out_unlock;
4789
4790         folio_wait_writeback(folio);
4791
4792         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4793
4794         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4795         if (ordered) {
4796                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4797                 folio_unlock(folio);
4798                 folio_put(folio);
4799                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4800                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4801                 goto again;
4802         }
4803
4804         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4805                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4806                          &cached_state);
4807
4808         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4809                                         &cached_state);
4810         if (ret) {
4811                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4812                 goto out_unlock;
4813         }
4814
4815         if (offset != blocksize) {
4816                 if (!len)
4817                         len = blocksize - offset;
4818                 if (front)
4819                         folio_zero_range(folio, block_start - folio_pos(folio),
4820                                          offset);
4821                 else
4822                         folio_zero_range(folio,
4823                                          (block_start - folio_pos(folio)) + offset,
4824                                          len);
4825         }
4826         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, block_start,
4827                                   block_end + 1 - block_start);
4828         btrfs_folio_set_dirty(fs_info, folio, block_start,
4829                               block_end + 1 - block_start);
4830         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4831
4832         if (only_release_metadata)
4833                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4834                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4835
4836 out_unlock:
4837         if (ret) {
4838                 if (only_release_metadata)
4839                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4840                 else
4841                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4842                                         block_start, blocksize, true);
4843         }
4844         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4845         folio_unlock(folio);
4846         folio_put(folio);
4847 out:
4848         if (only_release_metadata)
4849                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4850         extent_changeset_free(data_reserved);
4851         return ret;
4852 }
4853
4854 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_inode *inode, u64 offset, u64 len)
4855 {
4856         struct btrfs_root *root = inode->root;
4857         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4858         struct btrfs_trans_handle *trans;
4859         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4860         int ret;
4861
4862         /*
4863          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4864          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4865          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4866          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4867          */
4868         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4869                 return 0;
4870
4871         /*
4872          * 1 - for the one we're dropping
4873          * 1 - for the one we're adding
4874          * 1 - for updating the inode.
4875          */
4876         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4877         if (IS_ERR(trans))
4878                 return PTR_ERR(trans);
4879
4880         drop_args.start = offset;
4881         drop_args.end = offset + len;
4882         drop_args.drop_cache = true;
4883
4884         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4885         if (ret) {
4886                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4887                 btrfs_end_transaction(trans);
4888                 return ret;
4889         }
4890
4891         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4892         if (ret) {
4893                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4894         } else {
4895                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4896                 btrfs_update_inode(trans, inode);
4897         }
4898         btrfs_end_transaction(trans);
4899         return ret;
4900 }
4901
4902 /*
4903  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4904  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4905  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4906  * the range between oldsize and size
4907  */
4908 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4909 {
4910         struct btrfs_root *root = inode->root;
4911         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4912         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4913         struct extent_map *em = NULL;
4914         struct extent_state *cached_state = NULL;
4915         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4916         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4917         u64 last_byte;
4918         u64 cur_offset;
4919         u64 hole_size;
4920         int ret = 0;
4921
4922         /*
4923          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4924          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4925          * expose stale data.
4926          */
4927         ret = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4928         if (ret)
4929                 return ret;
4930
4931         if (size <= hole_start)
4932                 return 0;
4933
4934         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4935                                            &cached_state);
4936         cur_offset = hole_start;
4937         while (1) {
4938                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, cur_offset, block_end - cur_offset);
4939                 if (IS_ERR(em)) {
4940                         ret = PTR_ERR(em);
4941                         em = NULL;
4942                         break;
4943                 }
4944                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4945                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4946                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4947
4948                 if (!(em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
4949                         struct extent_map *hole_em;
4950
4951                         ret = maybe_insert_hole(inode, cur_offset, hole_size);
4952                         if (ret)
4953                                 break;
4954
4955                         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4956                                                         cur_offset, hole_size);
4957                         if (ret)
4958                                 break;
4959
4960                         hole_em = alloc_extent_map();
4961                         if (!hole_em) {
4962                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4963                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4964                                                     false);
4965                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4966                                 goto next;
4967                         }
4968                         hole_em->start = cur_offset;
4969                         hole_em->len = hole_size;
4970                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4971
4972                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4973                         hole_em->block_len = 0;
4974                         hole_em->orig_block_len = 0;
4975                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4976                         hole_em->generation = btrfs_get_fs_generation(fs_info);
4977
4978                         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4979                         free_extent_map(hole_em);
4980                 } else {
4981                         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4982                                                         cur_offset, hole_size);
4983                         if (ret)
4984                                 break;
4985                 }
4986 next:
4987                 free_extent_map(em);
4988                 em = NULL;
4989                 cur_offset = last_byte;
4990                 if (cur_offset >= block_end)
4991                         break;
4992         }
4993         free_extent_map(em);
4994         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
4995         return ret;
4996 }
4997
4998 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
4999 {
5000         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5001         struct btrfs_trans_handle *trans;
5002         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5003         loff_t newsize = attr->ia_size;
5004         int mask = attr->ia_valid;
5005         int ret;
5006
5007         /*
5008          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5009          * special case where we need to update the times despite not having
5010          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5011          * explicitly if it wants a timestamp update.
5012          */
5013         if (newsize != oldsize) {
5014                 inode_inc_iversion(inode);
5015                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5016                         inode_set_mtime_to_ts(inode,
5017                                               inode_set_ctime_current(inode));
5018                 }
5019         }
5020
5021         if (newsize > oldsize) {
5022                 /*
5023                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5024                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5025                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5026                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5027                  * this truncation.
5028                  */
5029                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5030                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5031                 if (ret) {
5032                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5033                         return ret;
5034                 }
5035
5036                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5037                 if (IS_ERR(trans)) {
5038                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5039                         return PTR_ERR(trans);
5040                 }
5041
5042                 i_size_write(inode, newsize);
5043                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5044                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5045                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
5046                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5047                 btrfs_end_transaction(trans);
5048         } else {
5049                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
5050
5051                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5052                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5053                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5054                                         (u64)-1);
5055                         if (ret)
5056                                 return ret;
5057                 }
5058
5059                 /*
5060                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5061                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5062                  * on close.
5063                  */
5064                 if (newsize == 0)
5065                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5066                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5067
5068                 truncate_setsize(inode, newsize);
5069
5070                 inode_dio_wait(inode);
5071
5072                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5073                 if (ret && inode->i_nlink) {
5074                         int err;
5075
5076                         /*
5077                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5078                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5079                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5080                          * in-memory size to match.
5081                          */
5082                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5083                         if (err)
5084                                 return err;
5085                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5086                 }
5087         }
5088
5089         return ret;
5090 }
5091
5092 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5093                          struct iattr *attr)
5094 {
5095         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5096         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5097         int err;
5098
5099         if (btrfs_root_readonly(root))
5100                 return -EROFS;
5101
5102         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5103         if (err)
5104                 return err;
5105
5106         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5107                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5108                 if (err)
5109                         return err;
5110         }
5111
5112         if (attr->ia_valid) {
5113                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5114                 inode_inc_iversion(inode);
5115                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5116
5117                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5118                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5119         }
5120
5121         return err;
5122 }
5123
5124 /*
5125  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5126  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5127  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5128  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5129  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5130  * wasting lots of time.
5131  *
5132  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5133  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5134  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5135  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5136  */
5137 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5138 {
5139         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5140         struct rb_node *node;
5141
5142         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5143         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5144
5145         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5146
5147         /*
5148          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5149          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5150          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5151          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5152          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5153          * ranges can still be locked and eviction started because before
5154          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5155          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5156          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5157          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5158          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5159          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5160          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5161          * use-after-free issue.
5162          */
5163         spin_lock(&io_tree->lock);
5164         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5165                 struct extent_state *state;
5166                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5167                 u64 start;
5168                 u64 end;
5169                 unsigned state_flags;
5170
5171                 node = rb_first(&io_tree->state);
5172                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5173                 start = state->start;
5174                 end = state->end;
5175                 state_flags = state->state;
5176                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5177
5178                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5179
5180                 /*
5181                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5182                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5183                  * So we need to free its reserved space here.
5184                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5185                  *
5186                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5187                  */
5188                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5189                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5190                                                end - start + 1, NULL);
5191
5192                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5193                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5194                                  &cached_state);
5195
5196                 cond_resched();
5197                 spin_lock(&io_tree->lock);
5198         }
5199         spin_unlock(&io_tree->lock);
5200 }
5201
5202 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5203                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5204 {
5205         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5206         struct btrfs_trans_handle *trans;
5207         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5208         int ret;
5209
5210         /*
5211          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5212          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5213          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5214          *
5215          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5216          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5217          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5218          * delayed refs activity by truncating.
5219          *
5220          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5221          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5222          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5223          */
5224         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5225                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5226         if (ret) {
5227                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5228                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5229                 if (ret) {
5230                         btrfs_warn(fs_info,
5231                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5232                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5233                 }
5234                 delayed_refs_extra = 0;
5235         }
5236
5237         trans = btrfs_join_transaction(root);
5238         if (IS_ERR(trans))
5239                 return trans;
5240
5241         if (delayed_refs_extra) {
5242                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5243                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5244                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5245                                         delayed_refs_extra, true);
5246         }
5247         return trans;
5248 }
5249
5250 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5251 {
5252         struct btrfs_fs_info *fs_info;
5253         struct btrfs_trans_handle *trans;
5254         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5255         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5256         int ret;
5257
5258         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5259
5260         if (!root) {
5261                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5262                 clear_inode(inode);
5263                 return;
5264         }
5265
5266         fs_info = inode_to_fs_info(inode);
5267         evict_inode_truncate_pages(inode);
5268
5269         if (inode->i_nlink &&
5270             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5271               btrfs_root_id(root) != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5272              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5273                 goto out;
5274
5275         if (is_bad_inode(inode))
5276                 goto out;
5277
5278         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5279                 goto out;
5280
5281         if (inode->i_nlink > 0) {
5282                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5283                        btrfs_root_id(root) != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5284                 goto out;
5285         }
5286
5287         /*
5288          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5289          * the inode update is released.
5290          */
5291         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5292         if (ret)
5293                 goto out;
5294
5295         /*
5296          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5297          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5298          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5299          * the truncate.
5300          */
5301         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5302
5303         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5304         if (!rsv)
5305                 goto out;
5306         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5307         rsv->failfast = true;
5308
5309         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5310
5311         while (1) {
5312                 struct btrfs_truncate_control control = {
5313                         .inode = BTRFS_I(inode),
5314                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5315                         .new_size = 0,
5316                         .min_type = 0,
5317                 };
5318
5319                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5320                 if (IS_ERR(trans))
5321                         goto out;
5322
5323                 trans->block_rsv = rsv;
5324
5325                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5326                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5327                 btrfs_end_transaction(trans);
5328                 /*
5329                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5330                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5331                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5332                  */
5333                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5334                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5335                         goto out;
5336                 else if (!ret)
5337                         break;
5338         }
5339
5340         /*
5341          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5342          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5343          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5344          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5345          *
5346          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5347          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5348          */
5349         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5350         if (!IS_ERR(trans)) {
5351                 trans->block_rsv = rsv;
5352                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5353                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5354                 btrfs_end_transaction(trans);
5355         }
5356
5357 out:
5358         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5359         /*
5360          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5361          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5362          * to retry these periodically in the future.
5363          */
5364         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5365         fsverity_cleanup_inode(inode);
5366         clear_inode(inode);
5367 }
5368
5369 /*
5370  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5371  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5372  *
5373  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5374  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5375  */
5376 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5377                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5378 {
5379         struct btrfs_dir_item *di;
5380         struct btrfs_path *path;
5381         struct btrfs_root *root = dir->root;
5382         int ret = 0;
5383         struct fscrypt_name fname;
5384
5385         path = btrfs_alloc_path();
5386         if (!path)
5387                 return -ENOMEM;
5388
5389         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5390         if (ret < 0)
5391                 goto out;
5392         /*
5393          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5394          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5395          */
5396         ASSERT(ret == 0);
5397
5398         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5399
5400         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5401                                    &fname.disk_name, 0);
5402         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5403                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5404                 goto out;
5405         }
5406
5407         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5408         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5409             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5410                 ret = -EUCLEAN;
5411                 btrfs_warn(root->fs_info,
5412 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5413                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5414                            location->objectid, location->type, location->offset);
5415         }
5416         if (!ret)
5417                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5418 out:
5419         fscrypt_free_filename(&fname);
5420         btrfs_free_path(path);
5421         return ret;
5422 }
5423
5424 /*
5425  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5426  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5427  * is kind of like crossing a mount point.
5428  */
5429 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5430                                     struct btrfs_inode *dir,
5431                                     struct dentry *dentry,
5432                                     struct btrfs_key *location,
5433                                     struct btrfs_root **sub_root)
5434 {
5435         struct btrfs_path *path;
5436         struct btrfs_root *new_root;
5437         struct btrfs_root_ref *ref;
5438         struct extent_buffer *leaf;
5439         struct btrfs_key key;
5440         int ret;
5441         int err = 0;
5442         struct fscrypt_name fname;
5443
5444         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5445         if (ret)
5446                 return ret;
5447
5448         path = btrfs_alloc_path();
5449         if (!path) {
5450                 err = -ENOMEM;
5451                 goto out;
5452         }
5453
5454         err = -ENOENT;
5455         key.objectid = btrfs_root_id(dir->root);
5456         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5457         key.offset = location->objectid;
5458
5459         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5460         if (ret) {
5461                 if (ret < 0)
5462                         err = ret;
5463                 goto out;
5464         }
5465
5466         leaf = path->nodes[0];
5467         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5468         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5469             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5470                 goto out;
5471
5472         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5473                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5474         if (ret)
5475                 goto out;
5476
5477         btrfs_release_path(path);
5478
5479         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5480         if (IS_ERR(new_root)) {
5481                 err = PTR_ERR(new_root);
5482                 goto out;
5483         }
5484
5485         *sub_root = new_root;
5486         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5487         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5488         location->offset = 0;
5489         err = 0;
5490 out:
5491         btrfs_free_path(path);
5492         fscrypt_free_filename(&fname);
5493         return err;
5494 }
5495
5496 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5497 {
5498         struct btrfs_root *root = inode->root;
5499         struct btrfs_inode *entry;
5500         struct rb_node **p;
5501         struct rb_node *parent;
5502         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5503         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5504
5505         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5506                 return;
5507         parent = NULL;
5508         spin_lock(&root->inode_lock);
5509         p = &root->inode_tree.rb_node;
5510         while (*p) {
5511                 parent = *p;
5512                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5513
5514                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5515                         p = &parent->rb_left;
5516                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5517                         p = &parent->rb_right;
5518                 else {
5519                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5520                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5521                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5522                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5523                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5524                         return;
5525                 }
5526         }
5527         rb_link_node(new, parent, p);
5528         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5529         spin_unlock(&root->inode_lock);
5530 }
5531
5532 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5533 {
5534         struct btrfs_root *root = inode->root;
5535         int empty = 0;
5536
5537         spin_lock(&root->inode_lock);
5538         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5539                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5540                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5541                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5542         }
5543         spin_unlock(&root->inode_lock);
5544
5545         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5546                 spin_lock(&root->inode_lock);
5547                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5548                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5549                 if (empty)
5550                         btrfs_add_dead_root(root);
5551         }
5552 }
5553
5554
5555 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5556 {
5557         struct btrfs_iget_args *args = p;
5558
5559         inode->i_ino = args->ino;
5560         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5561         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5562         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5563         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5564
5565         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5566             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5567                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5568                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5569         return 0;
5570 }
5571
5572 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5573 {
5574         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5575
5576         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5577                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5578 }
5579
5580 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5581                                        struct btrfs_root *root)
5582 {
5583         struct inode *inode;
5584         struct btrfs_iget_args args;
5585         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5586
5587         args.ino = ino;
5588         args.root = root;
5589
5590         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5591                              btrfs_init_locked_inode,
5592                              (void *)&args);
5593         return inode;
5594 }
5595
5596 /*
5597  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5598  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5599  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5600  * later.
5601  */
5602 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5603                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5604 {
5605         struct inode *inode;
5606
5607         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5608         if (!inode)
5609                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5610
5611         if (inode->i_state & I_NEW) {
5612                 int ret;
5613
5614                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5615                 if (!ret) {
5616                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5617                         unlock_new_inode(inode);
5618                 } else {
5619                         iget_failed(inode);
5620                         /*
5621                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5622                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5623                          * was not found.
5624                          */
5625                         if (ret > 0)
5626                                 ret = -ENOENT;
5627                         inode = ERR_PTR(ret);
5628                 }
5629         }
5630
5631         return inode;
5632 }
5633
5634 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5635 {
5636         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5637 }
5638
5639 static struct inode *new_simple_dir(struct inode *dir,
5640                                     struct btrfs_key *key,
5641                                     struct btrfs_root *root)
5642 {
5643         struct timespec64 ts;
5644         struct inode *inode = new_inode(dir->i_sb);
5645
5646         if (!inode)
5647                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5648
5649         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5650         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5651         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5652
5653         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5654         /*
5655          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5656          * associated with the dentry
5657          */
5658         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5659         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5660         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5661         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5662
5663         ts = inode_set_ctime_current(inode);
5664         inode_set_mtime_to_ts(inode, ts);
5665         inode_set_atime_to_ts(inode, inode_get_atime(dir));
5666         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
5667         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
5668
5669         inode->i_uid = dir->i_uid;
5670         inode->i_gid = dir->i_gid;
5671
5672         return inode;
5673 }
5674
5675 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5676 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5677 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5678 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5679 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5680 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5681 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5682 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5683
5684 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5685 {
5686         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5687 }
5688
5689 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5690 {
5691         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
5692         struct inode *inode;
5693         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5694         struct btrfs_root *sub_root = root;
5695         struct btrfs_key location;
5696         u8 di_type = 0;
5697         int ret = 0;
5698
5699         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5700                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5701
5702         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5703         if (ret < 0)
5704                 return ERR_PTR(ret);
5705
5706         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5707                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5708                 if (IS_ERR(inode))
5709                         return inode;
5710
5711                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5712                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5713                         btrfs_crit(fs_info,
5714 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5715                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5716                                   di_type);
5717                         iput(inode);
5718                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5719                 }
5720                 return inode;
5721         }
5722
5723         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5724                                        &location, &sub_root);
5725         if (ret < 0) {
5726                 if (ret != -ENOENT)
5727                         inode = ERR_PTR(ret);
5728                 else
5729                         inode = new_simple_dir(dir, &location, root);
5730         } else {
5731                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5732                 btrfs_put_root(sub_root);
5733
5734                 if (IS_ERR(inode))
5735                         return inode;
5736
5737                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5738                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5739                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5740                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5741                 if (ret) {
5742                         iput(inode);
5743                         inode = ERR_PTR(ret);
5744                 }
5745         }
5746
5747         return inode;
5748 }
5749
5750 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5751 {
5752         struct btrfs_root *root;
5753         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5754
5755         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5756                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5757
5758         if (inode) {
5759                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5760                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5761                         return 1;
5762
5763                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5764                         return 1;
5765         }
5766         return 0;
5767 }
5768
5769 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5770                                    unsigned int flags)
5771 {
5772         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5773
5774         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5775                 inode = NULL;
5776         return d_splice_alias(inode, dentry);
5777 }
5778
5779 /*
5780  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5781  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5782  */
5783 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5784 {
5785         struct btrfs_root *root = inode->root;
5786         struct btrfs_key key, found_key;
5787         struct btrfs_path *path;
5788         struct extent_buffer *leaf;
5789         int ret;
5790
5791         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5792         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5793         key.offset = (u64)-1;
5794
5795         path = btrfs_alloc_path();
5796         if (!path)
5797                 return -ENOMEM;
5798
5799         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5800         if (ret < 0)
5801                 goto out;
5802         /* FIXME: we should be able to handle this */
5803         if (ret == 0)
5804                 goto out;
5805         ret = 0;
5806
5807         if (path->slots[0] == 0) {
5808                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5809                 goto out;
5810         }
5811
5812         path->slots[0]--;
5813
5814         leaf = path->nodes[0];
5815         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5816
5817         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5818             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5819                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5820                 goto out;
5821         }
5822
5823         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5824 out:
5825         btrfs_free_path(path);
5826         return ret;
5827 }
5828
5829 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5830 {
5831         int ret = 0;
5832
5833         btrfs_inode_lock(dir, 0);
5834         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5835                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5836                 if (ret) {
5837                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5838                         if (ret)
5839                                 goto out;
5840                 }
5841         }
5842
5843         /* index_cnt is the index number of next new entry, so decrement it. */
5844         *index = dir->index_cnt - 1;
5845 out:
5846         btrfs_inode_unlock(dir, 0);
5847
5848         return ret;
5849 }
5850
5851 /*
5852  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5853  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5854  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5855  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5856  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5857  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5858  * tree lock.
5859  */
5860 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5861 {
5862         struct btrfs_file_private *private;
5863         u64 last_index;
5864         int ret;
5865
5866         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5867         if (ret)
5868                 return ret;
5869
5870         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5871         if (!private)
5872                 return -ENOMEM;
5873         private->last_index = last_index;
5874         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5875         if (!private->filldir_buf) {
5876                 kfree(private);
5877                 return -ENOMEM;
5878         }
5879         file->private_data = private;
5880         return 0;
5881 }
5882
5883 static loff_t btrfs_dir_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
5884 {
5885         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5886         int ret;
5887
5888         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(file_inode(file)),
5889                                        &private->last_index);
5890         if (ret)
5891                 return ret;
5892
5893         return generic_file_llseek(file, offset, whence);
5894 }
5895
5896 struct dir_entry {
5897         u64 ino;
5898         u64 offset;
5899         unsigned type;
5900         int name_len;
5901 };
5902
5903 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5904 {
5905         while (entries--) {
5906                 struct dir_entry *entry = addr;
5907                 char *name = (char *)(entry + 1);
5908
5909                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5910                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5911                                          get_unaligned(&entry->ino),
5912                                          get_unaligned(&entry->type)))
5913                         return 1;
5914                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5915                         get_unaligned(&entry->name_len);
5916                 ctx->pos++;
5917         }
5918         return 0;
5919 }
5920
5921 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5922 {
5923         struct inode *inode = file_inode(file);
5924         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5925         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5926         struct btrfs_dir_item *di;
5927         struct btrfs_key key;
5928         struct btrfs_key found_key;
5929         struct btrfs_path *path;
5930         void *addr;
5931         LIST_HEAD(ins_list);
5932         LIST_HEAD(del_list);
5933         int ret;
5934         char *name_ptr;
5935         int name_len;
5936         int entries = 0;
5937         int total_len = 0;
5938         bool put = false;
5939         struct btrfs_key location;
5940
5941         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5942                 return 0;
5943
5944         path = btrfs_alloc_path();
5945         if (!path)
5946                 return -ENOMEM;
5947
5948         addr = private->filldir_buf;
5949         path->reada = READA_FORWARD;
5950
5951         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
5952                                               &ins_list, &del_list);
5953
5954 again:
5955         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5956         key.offset = ctx->pos;
5957         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5958
5959         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5960                 struct dir_entry *entry;
5961                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5962                 u8 ftype;
5963
5964                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5965                         break;
5966                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5967                         break;
5968                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5969                         continue;
5970                 if (found_key.offset > private->last_index)
5971                         break;
5972                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5973                         continue;
5974                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5975                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5976                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5977                     PAGE_SIZE) {
5978                         btrfs_release_path(path);
5979                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5980                         if (ret)
5981                                 goto nopos;
5982                         addr = private->filldir_buf;
5983                         entries = 0;
5984                         total_len = 0;
5985                         goto again;
5986                 }
5987
5988                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5989                 entry = addr;
5990                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5991                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5992                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5993                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5994                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5995                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5996                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5997                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5998                 entries++;
5999                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6000                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
6001         }
6002         /* Catch error encountered during iteration */
6003         if (ret < 0)
6004                 goto err;
6005
6006         btrfs_release_path(path);
6007
6008         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
6009         if (ret)
6010                 goto nopos;
6011
6012         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
6013         if (ret)
6014                 goto nopos;
6015
6016         /*
6017          * Stop new entries from being returned after we return the last
6018          * entry.
6019          *
6020          * New directory entries are assigned a strictly increasing
6021          * offset.  This means that new entries created during readdir
6022          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
6023          * This has broken buggy programs which operate on names as
6024          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
6025          * we have this hack to stop new entries from being returned
6026          * under the assumption that they'll never reach this huge
6027          * offset.
6028          *
6029          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
6030          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
6031          * in the past.
6032          */
6033         if (ctx->pos >= INT_MAX)
6034                 ctx->pos = LLONG_MAX;
6035         else
6036                 ctx->pos = INT_MAX;
6037 nopos:
6038         ret = 0;
6039 err:
6040         if (put)
6041                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
6042         btrfs_free_path(path);
6043         return ret;
6044 }
6045
6046 /*
6047  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
6048  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
6049  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
6050  * to keep or drop this code.
6051  */
6052 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
6053 {
6054         struct btrfs_root *root = inode->root;
6055         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6056         struct btrfs_trans_handle *trans;
6057         int ret;
6058
6059         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6060                 return 0;
6061
6062         trans = btrfs_join_transaction(root);
6063         if (IS_ERR(trans))
6064                 return PTR_ERR(trans);
6065
6066         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6067         if (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT) {
6068                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6069                 btrfs_end_transaction(trans);
6070                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6071                 if (IS_ERR(trans))
6072                         return PTR_ERR(trans);
6073
6074                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6075         }
6076         btrfs_end_transaction(trans);
6077         if (inode->delayed_node)
6078                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6079
6080         return ret;
6081 }
6082
6083 /*
6084  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6085  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6086  */
6087 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, int flags)
6088 {
6089         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6090         bool dirty;
6091
6092         if (btrfs_root_readonly(root))
6093                 return -EROFS;
6094
6095         dirty = inode_update_timestamps(inode, flags);
6096         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6097 }
6098
6099 /*
6100  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6101  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6102  */
6103 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6104 {
6105         int ret = 0;
6106
6107         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6108                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6109                 if (ret) {
6110                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6111                         if (ret)
6112                                 return ret;
6113                 }
6114         }
6115
6116         *index = dir->index_cnt;
6117         dir->index_cnt++;
6118
6119         return ret;
6120 }
6121
6122 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6123 {
6124         struct btrfs_iget_args args;
6125
6126         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6127         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6128
6129         return insert_inode_locked4(inode,
6130                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6131                    btrfs_find_actor, &args);
6132 }
6133
6134 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6135                             unsigned int *trans_num_items)
6136 {
6137         struct inode *dir = args->dir;
6138         struct inode *inode = args->inode;
6139         int ret;
6140
6141         if (!args->orphan) {
6142                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6143                                              &args->fname);
6144                 if (ret)
6145                         return ret;
6146         }
6147
6148         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6149         if (ret) {
6150                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6151                 return ret;
6152         }
6153
6154         /* 1 to add inode item */
6155         *trans_num_items = 1;
6156         /* 1 to add compression property */
6157         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6158                 (*trans_num_items)++;
6159         /* 1 to add default ACL xattr */
6160         if (args->default_acl)
6161                 (*trans_num_items)++;
6162         /* 1 to add access ACL xattr */
6163         if (args->acl)
6164                 (*trans_num_items)++;
6165 #ifdef CONFIG_SECURITY
6166         /* 1 to add LSM xattr */
6167         if (dir->i_security)
6168                 (*trans_num_items)++;
6169 #endif
6170         if (args->orphan) {
6171                 /* 1 to add orphan item */
6172                 (*trans_num_items)++;
6173         } else {
6174                 /*
6175                  * 1 to add dir item
6176                  * 1 to add dir index
6177                  * 1 to update parent inode item
6178                  *
6179                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6180                  * inserted in a batch together with the inode item at
6181                  * btrfs_create_new_inode().
6182                  */
6183                 *trans_num_items += 3;
6184         }
6185         return 0;
6186 }
6187
6188 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6189 {
6190         posix_acl_release(args->acl);
6191         posix_acl_release(args->default_acl);
6192         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6193 }
6194
6195 /*
6196  * Inherit flags from the parent inode.
6197  *
6198  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6199  */
6200 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6201 {
6202         unsigned int flags;
6203
6204         flags = dir->flags;
6205
6206         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6207                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6208                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6209         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6210                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6211                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6212         }
6213
6214         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6215                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6216                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6217                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6218         }
6219
6220         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6221 }
6222
6223 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6224                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6225 {
6226         struct timespec64 ts;
6227         struct inode *dir = args->dir;
6228         struct inode *inode = args->inode;
6229         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6230         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
6231         struct btrfs_root *root;
6232         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6233         struct btrfs_key *location;
6234         struct btrfs_path *path;
6235         u64 objectid;
6236         struct btrfs_inode_ref *ref;
6237         struct btrfs_key key[2];
6238         u32 sizes[2];
6239         struct btrfs_item_batch batch;
6240         unsigned long ptr;
6241         int ret;
6242
6243         path = btrfs_alloc_path();
6244         if (!path)
6245                 return -ENOMEM;
6246
6247         if (!args->subvol)
6248                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6249         root = BTRFS_I(inode)->root;
6250
6251         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6252         if (ret)
6253                 goto out;
6254         inode->i_ino = objectid;
6255
6256         if (args->orphan) {
6257                 /*
6258                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6259                  * fill in an inode item with the correct link count.
6260                  */
6261                 set_nlink(inode, 0);
6262         } else {
6263                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6264
6265                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6266                 if (ret)
6267                         goto out;
6268         }
6269         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6270         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6271         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6272         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6273
6274         /*
6275          * We don't have any capability xattrs set here yet, shortcut any
6276          * queries for the xattrs here.  If we add them later via the inode
6277          * security init path or any other path this flag will be cleared.
6278          */
6279         set_bit(BTRFS_INODE_NO_CAP_XATTR, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6280
6281         /*
6282          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6283          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6284          * change it now without compatibility issues.
6285          */
6286         if (!args->subvol)
6287                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6288
6289         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6290                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6291                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6292                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6293                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6294                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6295         }
6296
6297         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6298         location->objectid = objectid;
6299         location->offset = 0;
6300         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6301
6302         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6303         if (ret < 0) {
6304                 if (!args->orphan)
6305                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6306                 goto out;
6307         }
6308
6309         /*
6310          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6311          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6312          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6313          * old info in the log.
6314          */
6315         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6316
6317         key[0].objectid = objectid;
6318         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6319         key[0].offset = 0;
6320
6321         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6322
6323         if (!args->orphan) {
6324                 /*
6325                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6326                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6327                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6328                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6329                  */
6330                 key[1].objectid = objectid;
6331                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6332                 if (args->subvol) {
6333                         key[1].offset = objectid;
6334                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6335                 } else {
6336                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6337                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6338                 }
6339         }
6340
6341         batch.keys = &key[0];
6342         batch.data_sizes = &sizes[0];
6343         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6344         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6345         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6346         if (ret != 0) {
6347                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6348                 goto discard;
6349         }
6350
6351         ts = simple_inode_init_ts(inode);
6352         BTRFS_I(inode)->i_otime_sec = ts.tv_sec;
6353         BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec = ts.tv_nsec;
6354
6355         /*
6356          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6357          * must be fully initialized.
6358          */
6359
6360         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6361                                   struct btrfs_inode_item);
6362         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6363                              sizeof(*inode_item));
6364         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6365
6366         if (!args->orphan) {
6367                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6368                                      struct btrfs_inode_ref);
6369                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6370                 if (args->subvol) {
6371                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6372                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6373                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6374                 } else {
6375                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6376                                                      name->len);
6377                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6378                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6379                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6380                                             name->len);
6381                 }
6382         }
6383
6384         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, path->nodes[0]);
6385         /*
6386          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6387          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6388          * allocating yet another path. So just free our path.
6389          */
6390         btrfs_free_path(path);
6391         path = NULL;
6392
6393         if (args->subvol) {
6394                 struct inode *parent;
6395
6396                 /*
6397                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6398                  * not the directory they were created in.
6399                  */
6400                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6401                                     BTRFS_I(dir)->root);
6402                 if (IS_ERR(parent)) {
6403                         ret = PTR_ERR(parent);
6404                 } else {
6405                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6406                         iput(parent);
6407                 }
6408         } else {
6409                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6410         }
6411         if (ret) {
6412                 btrfs_err(fs_info,
6413                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6414                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), btrfs_root_id(root), ret);
6415         }
6416
6417         /*
6418          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6419          * probably a bug.
6420          */
6421         if (!args->subvol) {
6422                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6423                 if (ret) {
6424                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6425                         goto discard;
6426                 }
6427         }
6428
6429         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6430
6431         trace_btrfs_inode_new(inode);
6432         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6433
6434         btrfs_update_root_times(trans, root);
6435
6436         if (args->orphan) {
6437                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6438         } else {
6439                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6440                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6441         }
6442         if (ret) {
6443                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6444                 goto discard;
6445         }
6446
6447         return 0;
6448
6449 discard:
6450         /*
6451          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6452          * to the inode.
6453          */
6454         ihold(inode);
6455         discard_new_inode(inode);
6456 out:
6457         btrfs_free_path(path);
6458         return ret;
6459 }
6460
6461 /*
6462  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6463  * a give name and a given sequence number.
6464  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6465  * inode to the parent directory.
6466  */
6467 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6468                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6469                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6470 {
6471         int ret = 0;
6472         struct btrfs_key key;
6473         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6474         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6475         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6476
6477         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6478                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6479         } else {
6480                 key.objectid = ino;
6481                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6482                 key.offset = 0;
6483         }
6484
6485         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6486                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6487                                          btrfs_root_id(root), parent_ino,
6488                                          index, name);
6489         } else if (add_backref) {
6490                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6491                                              ino, parent_ino, index);
6492         }
6493
6494         /* Nothing to clean up yet */
6495         if (ret)
6496                 return ret;
6497
6498         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6499                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6500         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6501                 goto fail_dir_item;
6502         else if (ret) {
6503                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6504                 return ret;
6505         }
6506
6507         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6508                            name->len * 2);
6509         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6510         /*
6511          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6512          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6513          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6514          * values (the ones it had when the fsync was done).
6515          */
6516         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags))
6517                 inode_set_mtime_to_ts(&parent_inode->vfs_inode,
6518                                       inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode));
6519
6520         ret = btrfs_update_inode(trans, parent_inode);
6521         if (ret)
6522                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6523         return ret;
6524
6525 fail_dir_item:
6526         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6527                 u64 local_index;
6528                 int err;
6529                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6530                                          btrfs_root_id(root), parent_ino,
6531                                          &local_index, name);
6532                 if (err)
6533                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6534         } else if (add_backref) {
6535                 u64 local_index;
6536                 int err;
6537
6538                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6539                                           &local_index);
6540                 if (err)
6541                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6542         }
6543
6544         /* Return the original error code */
6545         return ret;
6546 }
6547
6548 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6549                                struct inode *inode)
6550 {
6551         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
6552         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6553         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6554                 .dir = dir,
6555                 .dentry = dentry,
6556                 .inode = inode,
6557         };
6558         unsigned int trans_num_items;
6559         struct btrfs_trans_handle *trans;
6560         int err;
6561
6562         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6563         if (err)
6564                 goto out_inode;
6565
6566         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6567         if (IS_ERR(trans)) {
6568                 err = PTR_ERR(trans);
6569                 goto out_new_inode_args;
6570         }
6571
6572         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6573         if (!err)
6574                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6575
6576         btrfs_end_transaction(trans);
6577         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6578 out_new_inode_args:
6579         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6580 out_inode:
6581         if (err)
6582                 iput(inode);
6583         return err;
6584 }
6585
6586 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6587                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6588 {
6589         struct inode *inode;
6590
6591         inode = new_inode(dir->i_sb);
6592         if (!inode)
6593                 return -ENOMEM;
6594         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6595         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6596         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6597         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6598 }
6599
6600 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6601                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6602 {
6603         struct inode *inode;
6604
6605         inode = new_inode(dir->i_sb);
6606         if (!inode)
6607                 return -ENOMEM;
6608         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6609         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6610         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6611         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6612         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6613 }
6614
6615 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6616                       struct dentry *dentry)
6617 {
6618         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6619         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6620         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6621         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
6622         struct fscrypt_name fname;
6623         u64 index;
6624         int err;
6625         int drop_inode = 0;
6626
6627         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6628         if (btrfs_root_id(root) != btrfs_root_id(BTRFS_I(inode)->root))
6629                 return -EXDEV;
6630
6631         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6632                 return -EMLINK;
6633
6634         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6635         if (err)
6636                 goto fail;
6637
6638         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6639         if (err)
6640                 goto fail;
6641
6642         /*
6643          * 2 items for inode and inode ref
6644          * 2 items for dir items
6645          * 1 item for parent inode
6646          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6647          */
6648         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6649         if (IS_ERR(trans)) {
6650                 err = PTR_ERR(trans);
6651                 trans = NULL;
6652                 goto fail;
6653         }
6654
6655         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6656         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6657         inc_nlink(inode);
6658         inode_inc_iversion(inode);
6659         inode_set_ctime_current(inode);
6660         ihold(inode);
6661         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6662
6663         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6664                              &fname.disk_name, 1, index);
6665
6666         if (err) {
6667                 drop_inode = 1;
6668         } else {
6669                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6670
6671                 err = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
6672                 if (err)
6673                         goto fail;
6674                 if (inode->i_nlink == 1) {
6675                         /*
6676                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6677                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6678                          */
6679                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6680                         if (err)
6681                                 goto fail;
6682                 }
6683                 d_instantiate(dentry, inode);
6684                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6685         }
6686
6687 fail:
6688         fscrypt_free_filename(&fname);
6689         if (trans)
6690                 btrfs_end_transaction(trans);
6691         if (drop_inode) {
6692                 inode_dec_link_count(inode);
6693                 iput(inode);
6694         }
6695         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6696         return err;
6697 }
6698
6699 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6700                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6701 {
6702         struct inode *inode;
6703
6704         inode = new_inode(dir->i_sb);
6705         if (!inode)
6706                 return -ENOMEM;
6707         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6708         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6709         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6710         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6711 }
6712
6713 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6714                                       struct page *page,
6715                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6716 {
6717         int ret;
6718         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6719         char *tmp;
6720         size_t max_size;
6721         unsigned long inline_size;
6722         unsigned long ptr;
6723         int compress_type;
6724
6725         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6726         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6727         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6728         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6729         if (!tmp)
6730                 return -ENOMEM;
6731         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6732
6733         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6734
6735         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6736         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6737
6738         /*
6739          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6740          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6741          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6742          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6743          * cover that region here.
6744          */
6745
6746         if (max_size < PAGE_SIZE)
6747                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6748         kfree(tmp);
6749         return ret;
6750 }
6751
6752 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6753                               struct page *page)
6754 {
6755         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6756         void *kaddr;
6757         size_t copy_size;
6758
6759         if (!page || PageUptodate(page))
6760                 return 0;
6761
6762         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6763
6764         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6765                             struct btrfs_file_extent_item);
6766         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6767                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6768
6769         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6770                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6771         kaddr = kmap_local_page(page);
6772         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6773                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6774         kunmap_local(kaddr);
6775         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6776                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6777         return 0;
6778 }
6779
6780 /*
6781  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6782  *
6783  * @inode:      file to search in
6784  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6785  * @start:      file offset
6786  * @len:        length of range starting at @start
6787  *
6788  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6789  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6790  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6791  *
6792  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6793  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6794  *
6795  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6796  */
6797 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6798                                     struct page *page, u64 start, u64 len)
6799 {
6800         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6801         int ret = 0;
6802         u64 extent_start = 0;
6803         u64 extent_end = 0;
6804         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6805         int extent_type = -1;
6806         struct btrfs_path *path = NULL;
6807         struct btrfs_root *root = inode->root;
6808         struct btrfs_file_extent_item *item;
6809         struct extent_buffer *leaf;
6810         struct btrfs_key found_key;
6811         struct extent_map *em = NULL;
6812         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6813
6814         read_lock(&em_tree->lock);
6815         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6816         read_unlock(&em_tree->lock);
6817
6818         if (em) {
6819                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6820                         free_extent_map(em);
6821                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6822                         free_extent_map(em);
6823                 else
6824                         goto out;
6825         }
6826         em = alloc_extent_map();
6827         if (!em) {
6828                 ret = -ENOMEM;
6829                 goto out;
6830         }
6831         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6832         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6833         em->len = (u64)-1;
6834         em->block_len = (u64)-1;
6835
6836         path = btrfs_alloc_path();
6837         if (!path) {
6838                 ret = -ENOMEM;
6839                 goto out;
6840         }
6841
6842         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6843         path->reada = READA_FORWARD;
6844
6845         /*
6846          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6847          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6848          * point the commit_root has everything we need.
6849          */
6850         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6851                 path->search_commit_root = 1;
6852                 path->skip_locking = 1;
6853         }
6854
6855         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6856         if (ret < 0) {
6857                 goto out;
6858         } else if (ret > 0) {
6859                 if (path->slots[0] == 0)
6860                         goto not_found;
6861                 path->slots[0]--;
6862                 ret = 0;
6863         }
6864
6865         leaf = path->nodes[0];
6866         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6867                               struct btrfs_file_extent_item);
6868         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6869         if (found_key.objectid != objectid ||
6870             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6871                 /*
6872                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6873                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6874                  * say there is a hole for our whole search range which can
6875                  * cause problems.
6876                  */
6877                 extent_end = start;
6878                 goto next;
6879         }
6880
6881         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6882         extent_start = found_key.offset;
6883         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6884         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6885             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6886                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6887                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6888                         ret = -EUCLEAN;
6889                         btrfs_crit(fs_info,
6890                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6891                                    btrfs_ino(inode));
6892                         goto out;
6893                 }
6894                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6895                                                        extent_start);
6896         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6897                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6898                                                       path->slots[0],
6899                                                       extent_start);
6900         }
6901 next:
6902         if (start >= extent_end) {
6903                 path->slots[0]++;
6904                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6905                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6906                         if (ret < 0)
6907                                 goto out;
6908                         else if (ret > 0)
6909                                 goto not_found;
6910
6911                         leaf = path->nodes[0];
6912                 }
6913                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6914                 if (found_key.objectid != objectid ||
6915                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6916                         goto not_found;
6917                 if (start + len <= found_key.offset)
6918                         goto not_found;
6919                 if (start > found_key.offset)
6920                         goto next;
6921
6922                 /* New extent overlaps with existing one */
6923                 em->start = start;
6924                 em->orig_start = start;
6925                 em->len = found_key.offset - start;
6926                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6927                 goto insert;
6928         }
6929
6930         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6931
6932         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6933             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6934                 goto insert;
6935         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6936                 /*
6937                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6938                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6939                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6940                  */
6941                 ASSERT(extent_start == 0);
6942                 ASSERT(em->start == 0);
6943
6944                 /*
6945                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6946                  * initialized em members already.
6947                  *
6948                  * Other members are not utilized for inline extents.
6949                  */
6950                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6951                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6952
6953                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6954                 if (ret < 0)
6955                         goto out;
6956                 goto insert;
6957         }
6958 not_found:
6959         em->start = start;
6960         em->orig_start = start;
6961         em->len = len;
6962         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6963 insert:
6964         ret = 0;
6965         btrfs_release_path(path);
6966         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6967                 btrfs_err(fs_info,
6968                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6969                           em->start, em->len, start, len);
6970                 ret = -EIO;
6971                 goto out;
6972         }
6973
6974         write_lock(&em_tree->lock);
6975         ret = btrfs_add_extent_mapping(inode, &em, start, len);
6976         write_unlock(&em_tree->lock);
6977 out:
6978         btrfs_free_path(path);
6979
6980         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6981
6982         if (ret) {
6983                 free_extent_map(em);
6984                 return ERR_PTR(ret);
6985         }
6986         return em;
6987 }
6988
6989 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6990                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6991                                                   const u64 start,
6992                                                   const u64 len,
6993                                                   const u64 orig_start,
6994                                                   const u64 block_start,
6995                                                   const u64 block_len,
6996                                                   const u64 orig_block_len,
6997                                                   const u64 ram_bytes,
6998                                                   const int type)
6999 {
7000         struct extent_map *em = NULL;
7001         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7002
7003         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7004                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7005                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7006                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7007                                   type);
7008                 if (IS_ERR(em))
7009                         goto out;
7010         }
7011         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
7012                                              block_start, block_len, 0,
7013                                              (1 << type) |
7014                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7015                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
7016         if (IS_ERR(ordered)) {
7017                 if (em) {
7018                         free_extent_map(em);
7019                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
7020                                                     start + len - 1, false);
7021                 }
7022                 em = ERR_CAST(ordered);
7023         } else {
7024                 ASSERT(!dio_data->ordered);
7025                 dio_data->ordered = ordered;
7026         }
7027  out:
7028
7029         return em;
7030 }
7031
7032 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7033                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
7034                                                   u64 start, u64 len)
7035 {
7036         struct btrfs_root *root = inode->root;
7037         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7038         struct extent_map *em;
7039         struct btrfs_key ins;
7040         u64 alloc_hint;
7041         int ret;
7042
7043         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7044 again:
7045         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7046                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7047         if (ret == -EAGAIN) {
7048                 ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
7049                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags, BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
7050                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
7051                 goto again;
7052         }
7053         if (ret)
7054                 return ERR_PTR(ret);
7055
7056         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
7057                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7058                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7059         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7060         if (IS_ERR(em))
7061                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7062                                            1);
7063
7064         return em;
7065 }
7066
7067 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7068 {
7069         struct btrfs_block_group *block_group;
7070         bool readonly = false;
7071
7072         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7073         if (!block_group || block_group->ro)
7074                 readonly = true;
7075         if (block_group)
7076                 btrfs_put_block_group(block_group);
7077         return readonly;
7078 }
7079
7080 /*
7081  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7082  *
7083  * @offset:     File offset
7084  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7085  *              range
7086  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7087  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7088  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7089  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7090  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7091  *
7092  * Return:
7093  * >0   and update @len if we can do nocow write
7094  *  0   if we can't do nocow write
7095  * <0   if error happened
7096  *
7097  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7098  *       any ordered extents.
7099  */
7100 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7101                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7102                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7103 {
7104         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7105         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7106         struct btrfs_path *path;
7107         int ret;
7108         struct extent_buffer *leaf;
7109         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7110         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7111         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7112         struct btrfs_key key;
7113         int found_type;
7114
7115         path = btrfs_alloc_path();
7116         if (!path)
7117                 return -ENOMEM;
7118         path->nowait = nowait;
7119
7120         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7121                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7122         if (ret < 0)
7123                 goto out;
7124
7125         if (ret == 1) {
7126                 if (path->slots[0] == 0) {
7127                         /* can't find the item, must cow */
7128                         ret = 0;
7129                         goto out;
7130                 }
7131                 path->slots[0]--;
7132         }
7133         ret = 0;
7134         leaf = path->nodes[0];
7135         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7136         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7137             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7138                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7139                 goto out;
7140         }
7141
7142         if (key.offset > offset) {
7143                 /* Wrong offset, must cow */
7144                 goto out;
7145         }
7146
7147         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7148                 goto out;
7149
7150         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7151         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7152         if (ram_bytes)
7153                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7154
7155         nocow_args.start = offset;
7156         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7157         nocow_args.strict = strict;
7158         nocow_args.free_path = true;
7159
7160         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7161         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7162         path = NULL;
7163
7164         if (ret != 1) {
7165                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7166                 ret = 0;
7167                 goto out;
7168         }
7169
7170         ret = 0;
7171         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7172                 goto out;
7173
7174         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7175             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7176                 u64 range_end;
7177
7178                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7179                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7180                 ret = test_range_bit_exists(io_tree, offset, range_end, EXTENT_DELALLOC);
7181                 if (ret) {
7182                         ret = -EAGAIN;
7183                         goto out;
7184                 }
7185         }
7186
7187         if (orig_start)
7188                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7189         if (orig_block_len)
7190                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7191
7192         *len = nocow_args.num_bytes;
7193         ret = 1;
7194 out:
7195         btrfs_free_path(path);
7196         return ret;
7197 }
7198
7199 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7200                               struct extent_state **cached_state,
7201                               unsigned int iomap_flags)
7202 {
7203         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7204         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7205         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7206         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7207         int ret = 0;
7208
7209         while (1) {
7210                 if (nowait) {
7211                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7212                                              cached_state))
7213                                 return -EAGAIN;
7214                 } else {
7215                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7216                 }
7217                 /*
7218                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7219                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7220                  * extents in this range.
7221                  */
7222                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7223                                                      lockend - lockstart + 1);
7224
7225                 /*
7226                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7227                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7228                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7229                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7230                  * get stale data.
7231                  */
7232                 if (!ordered &&
7233                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7234                                                          lockstart, lockend)))
7235                         break;
7236
7237                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7238
7239                 if (ordered) {
7240                         if (nowait) {
7241                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7242                                 ret = -EAGAIN;
7243                                 break;
7244                         }
7245                         /*
7246                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7247                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7248                          * to complete and retry, because if we do so we can
7249                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7250                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7251                          * than one extent map, if at this point has already
7252                          * created an ordered extent for a previous extent map
7253                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7254                          * concurrent write against that previous extent map's
7255                          * range and this range started (we unlock the ranges
7256                          * in the io tree only when the bios complete and
7257                          * buffered writes always lock pages before attempting
7258                          * to lock range in the io tree).
7259                          */
7260                         if (writing ||
7261                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7262                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7263                         else
7264                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7265                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7266                 } else {
7267                         /*
7268                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7269                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7270                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7271                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7272                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7273                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7274                          * ordered dio extent we created before but did not have
7275                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7276                          * complete), which makes readahead wait for that
7277                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7278                          * that page.
7279                          */
7280                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7281                 }
7282
7283                 if (ret)
7284                         break;
7285
7286                 cond_resched();
7287         }
7288
7289         return ret;
7290 }
7291
7292 /* The callers of this must take lock_extent() */
7293 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7294                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7295                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7296                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7297                                        int type)
7298 {
7299         struct extent_map *em;
7300         int ret;
7301
7302         /*
7303          * Note the missing NOCOW type.
7304          *
7305          * For pure NOCOW writes, we should not create an io extent map, but
7306          * just reusing the existing one.
7307          * Only PREALLOC writes (NOCOW write into preallocated range) can
7308          * create an io extent map.
7309          */
7310         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7311                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7312                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7313
7314         switch (type) {
7315         case BTRFS_ORDERED_PREALLOC:
7316                 /* Uncompressed extents. */
7317                 ASSERT(block_len == len);
7318
7319                 /* We're only referring part of a larger preallocated extent. */
7320                 ASSERT(block_len <= ram_bytes);
7321                 break;
7322         case BTRFS_ORDERED_REGULAR:
7323                 /* Uncompressed extents. */
7324                 ASSERT(block_len == len);
7325
7326                 /* COW results a new extent matching our file extent size. */
7327                 ASSERT(orig_block_len == len);
7328                 ASSERT(ram_bytes == len);
7329
7330                 /* Since it's a new extent, we should not have any offset. */
7331                 ASSERT(orig_start == start);
7332                 break;
7333         case BTRFS_ORDERED_COMPRESSED:
7334                 /* Must be compressed. */
7335                 ASSERT(compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE);
7336
7337                 /*
7338                  * Encoded write can make us to refer to part of the
7339                  * uncompressed extent.
7340                  */
7341                 ASSERT(len <= ram_bytes);
7342                 break;
7343         }
7344
7345         em = alloc_extent_map();
7346         if (!em)
7347                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7348
7349         em->start = start;
7350         em->orig_start = orig_start;
7351         em->len = len;
7352         em->block_len = block_len;
7353         em->block_start = block_start;
7354         em->orig_block_len = orig_block_len;
7355         em->ram_bytes = ram_bytes;
7356         em->generation = -1;
7357         em->flags |= EXTENT_FLAG_PINNED;
7358         if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED)
7359                 extent_map_set_compression(em, compress_type);
7360
7361         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7362         if (ret) {
7363                 free_extent_map(em);
7364                 return ERR_PTR(ret);
7365         }
7366
7367         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7368         return em;
7369 }
7370
7371
7372 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7373                                          struct inode *inode,
7374                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7375                                          u64 start, u64 *lenp,
7376                                          unsigned int iomap_flags)
7377 {
7378         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7379         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7380         struct extent_map *em = *map;
7381         int type;
7382         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7383         struct btrfs_block_group *bg;
7384         bool can_nocow = false;
7385         bool space_reserved = false;
7386         u64 len = *lenp;
7387         u64 prev_len;
7388         int ret = 0;
7389
7390         /*
7391          * We don't allocate a new extent in the following cases
7392          *
7393          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7394          * existing extent.
7395          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7396          * just use the extent.
7397          *
7398          */
7399         if ((em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) ||
7400             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7401              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7402                 if (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)
7403                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7404                 else
7405                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7406                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7407                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7408
7409                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7410                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7411                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7412                         if (bg)
7413                                 can_nocow = true;
7414                 }
7415         }
7416
7417         prev_len = len;
7418         if (can_nocow) {
7419                 struct extent_map *em2;
7420
7421                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7422                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7423                                                       nowait);
7424                 if (ret < 0) {
7425                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7426                         free_extent_map(em);
7427                         *map = NULL;
7428                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7429                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7430                                 ret = -EAGAIN;
7431                         goto out;
7432                 }
7433                 space_reserved = true;
7434
7435                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7436                                               orig_start, block_start,
7437                                               len, orig_block_len,
7438                                               ram_bytes, type);
7439                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7440                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7441                         free_extent_map(em);
7442                         *map = em2;
7443                         em = em2;
7444                 }
7445
7446                 if (IS_ERR(em2)) {
7447                         ret = PTR_ERR(em2);
7448                         goto out;
7449                 }
7450
7451                 dio_data->nocow_done = true;
7452         } else {
7453                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7454                 free_extent_map(em);
7455                 *map = NULL;
7456
7457                 if (nowait) {
7458                         ret = -EAGAIN;
7459                         goto out;
7460                 }
7461
7462                 /*
7463                  * If we could not allocate data space before locking the file
7464                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7465                  */
7466                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7467                         ret = -ENOSPC;
7468                         goto out;
7469                 }
7470
7471                 /*
7472                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7473                  * so now we reserve only metadata.
7474                  */
7475                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7476                                                       false);
7477                 if (ret < 0)
7478                         goto out;
7479                 space_reserved = true;
7480
7481                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7482                 if (IS_ERR(em)) {
7483                         ret = PTR_ERR(em);
7484                         goto out;
7485                 }
7486                 *map = em;
7487                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7488                 if (len < prev_len)
7489                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7490                                                         prev_len - len, true);
7491         }
7492
7493         /*
7494          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7495          * for an outstanding extent.
7496          */
7497         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7498
7499         /*
7500          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7501          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7502          */
7503         if (start + len > i_size_read(inode))
7504                 i_size_write(inode, start + len);
7505 out:
7506         if (ret && space_reserved) {
7507                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7508                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7509         }
7510         *lenp = len;
7511         return ret;
7512 }
7513
7514 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7515                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7516                 struct iomap *srcmap)
7517 {
7518         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7519         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
7520         struct extent_map *em;
7521         struct extent_state *cached_state = NULL;
7522         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7523         u64 lockstart, lockend;
7524         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7525         int ret = 0;
7526         u64 len = length;
7527         const u64 data_alloc_len = length;
7528         bool unlock_extents = false;
7529
7530         /*
7531          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7532          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7533          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7534          *
7535          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7536          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7537          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7538          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7539          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7540          */
7541         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7542                 return -EAGAIN;
7543
7544         /*
7545          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7546          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7547          */
7548         if (!write)
7549                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7550
7551         lockstart = start;
7552         lockend = start + len - 1;
7553
7554         /*
7555          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7556          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7557          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7558          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7559          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7560          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7561          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7562          *
7563          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7564          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7565          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7566          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7567          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7568          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7569          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7570          * the file range yet.
7571          */
7572         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7573                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7574                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7575                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7576                                                           lockstart, lockend))
7577                                 return -EAGAIN;
7578                 } else {
7579                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7580                                                        start + length - 1);
7581                         if (ret)
7582                                 return ret;
7583                 }
7584         }
7585
7586         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7587
7588         /*
7589          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7590          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7591          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7592          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7593          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7594          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7595          * NOCOW write.
7596          */
7597         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7598                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7599                                                   &dio_data->data_reserved,
7600                                                   start, data_alloc_len, false);
7601                 if (!ret)
7602                         dio_data->data_space_reserved = true;
7603                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7604                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7605                         goto err;
7606         }
7607
7608         /*
7609          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7610          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7611          * NOWAIT read/write and we need to block.
7612          */
7613         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7614         if (ret < 0)
7615                 goto err;
7616
7617         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, start, len);
7618         if (IS_ERR(em)) {
7619                 ret = PTR_ERR(em);
7620                 goto unlock_err;
7621         }
7622
7623         /*
7624          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7625          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7626          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7627          * buffered path.
7628          *
7629          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7630          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7631          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7632          *
7633          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7634          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7635          * the generic code.
7636          */
7637         if (extent_map_is_compressed(em) ||
7638             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7639                 free_extent_map(em);
7640                 /*
7641                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7642                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7643                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7644                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7645                  * space - this happens if we were able to read some data from
7646                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7647                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7648                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7649                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7650                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7651                  */
7652                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7653                 goto unlock_err;
7654         }
7655
7656         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7657
7658         /*
7659          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7660          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7661          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7662          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7663          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7664          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7665          *
7666          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7667          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7668          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7669          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7670          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7671          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7672          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7673          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7674          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7675          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7676          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7677          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7678          */
7679         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7680                 free_extent_map(em);
7681                 ret = -EAGAIN;
7682                 goto unlock_err;
7683         }
7684
7685         if (write) {
7686                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7687                                                     start, &len, flags);
7688                 if (ret < 0)
7689                         goto unlock_err;
7690                 unlock_extents = true;
7691                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7692                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7693                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7694                         u64 release_offset;
7695                         u64 release_len = 0;
7696
7697                         if (dio_data->nocow_done) {
7698                                 release_offset = start;
7699                                 release_len = data_alloc_len;
7700                         } else if (len < data_alloc_len) {
7701                                 release_offset = start + len;
7702                                 release_len = data_alloc_len - len;
7703                         }
7704
7705                         if (release_len > 0)
7706                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7707                                                                dio_data->data_reserved,
7708                                                                release_offset,
7709                                                                release_len);
7710                 }
7711         } else {
7712                 /*
7713                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7714                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7715                  */
7716                 lockstart = start + len;
7717                 if (lockstart < lockend)
7718                         unlock_extents = true;
7719         }
7720
7721         if (unlock_extents)
7722                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7723                               &cached_state);
7724         else
7725                 free_extent_state(cached_state);
7726
7727         /*
7728          * Translate extent map information to iomap.
7729          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7730          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7731          */
7732         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7733             ((em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC) && !write)) {
7734                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7735                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7736         } else {
7737                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7738                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7739         }
7740         iomap->offset = start;
7741         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7742         iomap->length = len;
7743         free_extent_map(em);
7744
7745         return 0;
7746
7747 unlock_err:
7748         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7749                       &cached_state);
7750 err:
7751         if (dio_data->data_space_reserved) {
7752                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7753                                                dio_data->data_reserved,
7754                                                start, data_alloc_len);
7755                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7756         }
7757
7758         return ret;
7759 }
7760
7761 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7762                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7763 {
7764         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7765         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7766         size_t submitted = dio_data->submitted;
7767         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7768         int ret = 0;
7769
7770         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7771                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7772                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7773                               NULL);
7774                 return 0;
7775         }
7776
7777         if (submitted < length) {
7778                 pos += submitted;
7779                 length -= submitted;
7780                 if (write)
7781                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7782                                                     pos, length, false);
7783                 else
7784                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7785                                       pos + length - 1, NULL);
7786                 ret = -ENOTBLK;
7787         }
7788         if (write) {
7789                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7790                 dio_data->ordered = NULL;
7791         }
7792
7793         if (write)
7794                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7795         return ret;
7796 }
7797
7798 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7799 {
7800         struct btrfs_dio_private *dip =
7801                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7802         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7803         struct bio *bio = &bbio->bio;
7804
7805         if (bio->bi_status) {
7806                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7807                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7808                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7809                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7810         }
7811
7812         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7813                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7814                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7815                                             !bio->bi_status);
7816         } else {
7817                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7818                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7819         }
7820
7821         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7822         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7823 }
7824
7825 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7826                                 loff_t file_offset)
7827 {
7828         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7829         struct btrfs_dio_private *dip =
7830                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7831         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7832
7833         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7834                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7835         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7836         bbio->file_offset = file_offset;
7837
7838         dip->file_offset = file_offset;
7839         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7840
7841         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7842
7843         /*
7844          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7845          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7846          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7847          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7848          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7849          */
7850         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7851                 int ret;
7852
7853                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7854                 if (ret) {
7855                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7856                                                     file_offset, dip->bytes,
7857                                                     !ret);
7858                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7859                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7860                         return;
7861                 }
7862         }
7863
7864         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7865 }
7866
7867 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7868         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7869         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7870 };
7871
7872 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7873         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7874         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7875 };
7876
7877 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7878 {
7879         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7880
7881         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7882                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7883 }
7884
7885 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7886                                   size_t done_before)
7887 {
7888         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7889
7890         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7891                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7892 }
7893
7894 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7895                         u64 start, u64 len)
7896 {
7897         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(inode);
7898         int     ret;
7899
7900         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7901         if (ret)
7902                 return ret;
7903
7904         /*
7905          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7906          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7907          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7908          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7909          * before the compression is done and writeback is started. A second
7910          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7911          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7912          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7913          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7914          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7915          * if we have delalloc in those ranges.
7916          */
7917         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7918                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7919                 if (ret)
7920                         return ret;
7921         }
7922
7923         btrfs_inode_lock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7924
7925         /*
7926          * We did an initial flush to avoid holding the inode's lock while
7927          * triggering writeback and waiting for the completion of IO and ordered
7928          * extents. Now after we locked the inode we do it again, because it's
7929          * possible a new write may have happened in between those two steps.
7930          */
7931         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7932                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7933                 if (ret) {
7934                         btrfs_inode_unlock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7935                         return ret;
7936                 }
7937         }
7938
7939         ret = extent_fiemap(btrfs_inode, fieinfo, start, len);
7940         btrfs_inode_unlock(btrfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
7941
7942         return ret;
7943 }
7944
7945 /*
7946  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7947  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7948  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7949  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7950  * spinlock.
7951  */
7952 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7953 {
7954         struct btrfs_fs_info *fs_info = page_to_fs_info(page);
7955         struct folio *folio = page_folio(page);
7956         struct btrfs_subpage *subpage;
7957
7958         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page->mapping))
7959                 return;
7960
7961         ASSERT(folio_test_private(folio) && folio_get_private(folio));
7962         subpage = folio_get_private(folio);
7963
7964         /*
7965          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7966          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7967          * still holding the subpage spinlock.
7968          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7969          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7970          * function to clear page writeback.
7971          *
7972          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7973          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7974          */
7975         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7976         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7977 }
7978
7979 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7980 {
7981         if (try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags)) {
7982                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7983                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7984                 return true;
7985         }
7986         return false;
7987 }
7988
7989 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7990 {
7991         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7992                 return false;
7993         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7994 }
7995
7996 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7997 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7998                              struct folio *dst, struct folio *src,
7999                              enum migrate_mode mode)
8000 {
8001         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
8002
8003         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8004                 return ret;
8005
8006         if (folio_test_ordered(src)) {
8007                 folio_clear_ordered(src);
8008                 folio_set_ordered(dst);
8009         }
8010
8011         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8012 }
8013 #else
8014 #define btrfs_migrate_folio NULL
8015 #endif
8016
8017 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8018                                  size_t length)
8019 {
8020         struct btrfs_inode *inode = folio_to_inode(folio);
8021         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8022         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8023         struct extent_state *cached_state = NULL;
8024         u64 page_start = folio_pos(folio);
8025         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8026         u64 cur;
8027         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8028
8029         /*
8030          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8031          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8032          *
8033          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8034          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8035          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8036          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8037          * on one folio.
8038          *
8039          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8040          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8041          */
8042         folio_wait_writeback(folio);
8043         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8044
8045         /*
8046          * For subpage case, we have call sites like
8047          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8048          * sectorsize.
8049          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8050          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8051          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8052          *
8053          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8054          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8055          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8056          */
8057         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8058                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8059                 return;
8060         }
8061
8062         if (!inode_evicting)
8063                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8064
8065         cur = page_start;
8066         while (cur < page_end) {
8067                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8068                 u64 range_end;
8069                 u32 range_len;
8070                 u32 extra_flags = 0;
8071
8072                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8073                                                            page_end + 1 - cur);
8074                 if (!ordered) {
8075                         range_end = page_end;
8076                         /*
8077                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8078                          * to delete all extent states in the range.
8079                          */
8080                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8081                         goto next;
8082                 }
8083                 if (ordered->file_offset > cur) {
8084                         /*
8085                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8086                          * covered by any ordered extent.
8087                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8088                          * the ordered extent in the next iteration.
8089                          */
8090                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8091                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8092                         goto next;
8093                 }
8094
8095                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8096                                 page_end);
8097                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8098                 range_len = range_end + 1 - cur;
8099                 if (!btrfs_folio_test_ordered(fs_info, folio, cur, range_len)) {
8100                         /*
8101                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8102                          * already been executed for the range.
8103                          * We can't delete the extent states as
8104                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8105                          */
8106                         goto next;
8107                 }
8108                 btrfs_folio_clear_ordered(fs_info, folio, cur, range_len);
8109
8110                 /*
8111                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8112                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8113                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8114                  *
8115                  * This will also unlock the range for incoming
8116                  * btrfs_finish_ordered_io().
8117                  */
8118                 if (!inode_evicting)
8119                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8120                                          EXTENT_DELALLOC |
8121                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8122                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8123
8124                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8125                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8126                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8127                                              cur - ordered->file_offset);
8128                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree_lock);
8129
8130                 /*
8131                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8132                  * the extent states of the range, otherwise
8133                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8134                  * other pages, so we can't delete extent states.
8135                  */
8136                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8137                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8138                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8139                         /*
8140                          * The ordered extent has finished, now we're again
8141                          * safe to delete all extent states of the range.
8142                          */
8143                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8144                 }
8145 next:
8146                 if (ordered)
8147                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8148                 /*
8149                  * Qgroup reserved space handler
8150                  * Sector(s) here will be either:
8151                  *
8152                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8153                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8154                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8155                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8156                  *
8157                  * 2) Not written to disk yet
8158                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8159                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8160                  *    reserved data space.
8161                  *    Since the IO will never happen for this page.
8162                  */
8163                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur, NULL);
8164                 if (!inode_evicting) {
8165                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8166                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8167                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8168                                  extra_flags, &cached_state);
8169                 }
8170                 cur = range_end + 1;
8171         }
8172         /*
8173          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8174          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8175          * did something wrong.
8176          */
8177         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8178         btrfs_folio_clear_checked(fs_info, folio, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8179         if (!inode_evicting)
8180                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8181         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8182 }
8183
8184 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8185 {
8186         struct btrfs_truncate_control control = {
8187                 .inode = inode,
8188                 .ino = btrfs_ino(inode),
8189                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8190                 .clear_extent_range = true,
8191         };
8192         struct btrfs_root *root = inode->root;
8193         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8194         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8195         int ret;
8196         struct btrfs_trans_handle *trans;
8197         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8198         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8199
8200         if (!skip_writeback) {
8201                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8202                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8203                                                (u64)-1);
8204                 if (ret)
8205                         return ret;
8206         }
8207
8208         /*
8209          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8210          * things going on here:
8211          *
8212          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8213          *
8214          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8215          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8216          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8217          * very much snapshotting).
8218          *
8219          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8220          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8221          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8222          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8223          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8224          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8225          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8226          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8227          * done separately as well.
8228          *
8229          * So that leaves us with
8230          *
8231          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8232          * transaction reservation.
8233          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8234          * updating the inode.
8235          */
8236         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8237         if (!rsv)
8238                 return -ENOMEM;
8239         rsv->size = min_size;
8240         rsv->failfast = true;
8241
8242         /*
8243          * 1 for the truncate slack space
8244          * 1 for updating the inode.
8245          */
8246         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8247         if (IS_ERR(trans)) {
8248                 ret = PTR_ERR(trans);
8249                 goto out;
8250         }
8251
8252         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8253         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8254                                       min_size, false);
8255         /*
8256          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8257          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8258          * it's not critical we just fail truncation.
8259          */
8260         if (WARN_ON(ret)) {
8261                 btrfs_end_transaction(trans);
8262                 goto out;
8263         }
8264
8265         trans->block_rsv = rsv;
8266
8267         while (1) {
8268                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8269                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8270                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8271
8272                 control.new_size = new_size;
8273                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8274                 /*
8275                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8276                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8277                  * block of the extent just the way it is.
8278                  */
8279                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8280                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8281                                             (u64)-1, false);
8282
8283                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8284
8285                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8286                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8287
8288                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8289
8290                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8291                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8292                         break;
8293
8294                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
8295                 if (ret)
8296                         break;
8297
8298                 btrfs_end_transaction(trans);
8299                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8300
8301                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8302                 if (IS_ERR(trans)) {
8303                         ret = PTR_ERR(trans);
8304                         trans = NULL;
8305                         break;
8306                 }
8307
8308                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8309                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8310                                               rsv, min_size, false);
8311                 /*
8312                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8313                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8314                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8315                  */
8316                 if (WARN_ON(ret))
8317                         break;
8318
8319                 trans->block_rsv = rsv;
8320         }
8321
8322         /*
8323          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8324          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8325          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8326          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8327          */
8328         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8329                 btrfs_end_transaction(trans);
8330                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8331
8332                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8333                 if (ret)
8334                         goto out;
8335                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8336                 if (IS_ERR(trans)) {
8337                         ret = PTR_ERR(trans);
8338                         goto out;
8339                 }
8340                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8341         }
8342
8343         if (trans) {
8344                 int ret2;
8345
8346                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8347                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, inode);
8348                 if (ret2 && !ret)
8349                         ret = ret2;
8350
8351                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8352                 if (ret2 && !ret)
8353                         ret = ret2;
8354                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8355         }
8356 out:
8357         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8358         /*
8359          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8360          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8361          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8362          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8363          * safe.
8364          *
8365          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8366          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8367          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8368          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8369          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8370          * extents beyond i_size to drop.
8371          */
8372         if (control.extents_found > 0)
8373                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8374
8375         return ret;
8376 }
8377
8378 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8379                                      struct inode *dir)
8380 {
8381         struct inode *inode;
8382
8383         inode = new_inode(dir->i_sb);
8384         if (inode) {
8385                 /*
8386                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8387                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8388                  */
8389                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8390                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8391                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8392                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8393         }
8394         return inode;
8395 }
8396
8397 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8398 {
8399         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8400         struct btrfs_inode *ei;
8401         struct inode *inode;
8402         struct extent_io_tree *file_extent_tree = NULL;
8403
8404         /* Self tests may pass a NULL fs_info. */
8405         if (fs_info && !btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES)) {
8406                 file_extent_tree = kmalloc(sizeof(struct extent_io_tree), GFP_KERNEL);
8407                 if (!file_extent_tree)
8408                         return NULL;
8409         }
8410
8411         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8412         if (!ei) {
8413                 kfree(file_extent_tree);
8414                 return NULL;
8415         }
8416
8417         ei->root = NULL;
8418         ei->generation = 0;
8419         ei->last_trans = 0;
8420         ei->last_sub_trans = 0;
8421         ei->logged_trans = 0;
8422         ei->delalloc_bytes = 0;
8423         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8424         ei->defrag_bytes = 0;
8425         ei->disk_i_size = 0;
8426         ei->flags = 0;
8427         ei->ro_flags = 0;
8428         ei->csum_bytes = 0;
8429         ei->index_cnt = (u64)-1;
8430         ei->dir_index = 0;
8431         ei->last_unlink_trans = 0;
8432         ei->last_reflink_trans = 0;
8433         ei->last_log_commit = 0;
8434
8435         spin_lock_init(&ei->lock);
8436         ei->outstanding_extents = 0;
8437         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8438                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8439                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8440         ei->runtime_flags = 0;
8441         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8442         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8443
8444         ei->delayed_node = NULL;
8445
8446         ei->i_otime_sec = 0;
8447         ei->i_otime_nsec = 0;
8448
8449         inode = &ei->vfs_inode;
8450         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8451
8452         /* This io tree sets the valid inode. */
8453         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8454         ei->io_tree.inode = ei;
8455
8456         ei->file_extent_tree = file_extent_tree;
8457         if (file_extent_tree) {
8458                 extent_io_tree_init(fs_info, ei->file_extent_tree,
8459                                     IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8460                 /* Lockdep class is set only for the file extent tree. */
8461                 lockdep_set_class(&ei->file_extent_tree->lock, &file_extent_tree_class);
8462         }
8463         mutex_init(&ei->log_mutex);
8464         spin_lock_init(&ei->ordered_tree_lock);
8465         ei->ordered_tree = RB_ROOT;
8466         ei->ordered_tree_last = NULL;
8467         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8468         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8469         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8470         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8471
8472         return inode;
8473 }
8474
8475 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8476 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8477 {
8478         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8479         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
8480         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8481 }
8482 #endif
8483
8484 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8485 {
8486         kfree(BTRFS_I(inode)->file_extent_tree);
8487         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8488 }
8489
8490 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8491 {
8492         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8493         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8494         struct btrfs_root *root = inode->root;
8495         bool freespace_inode;
8496
8497         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8498         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8499         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8500         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8501         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8502         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8503                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8504                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8505         }
8506         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8507         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8508
8509         /*
8510          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8511          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8512          * created.
8513          */
8514         if (!root)
8515                 return;
8516
8517         /*
8518          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8519          * map.
8520          */
8521         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8522
8523         while (1) {
8524                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8525                 if (!ordered)
8526                         break;
8527                 else {
8528                         btrfs_err(root->fs_info,
8529                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8530                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8531
8532                         if (!freespace_inode)
8533                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8534
8535                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8536                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8537                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8538                 }
8539         }
8540         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8541         inode_tree_del(inode);
8542         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8543         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8544         btrfs_put_root(inode->root);
8545 }
8546
8547 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8548 {
8549         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8550
8551         if (root == NULL)
8552                 return 1;
8553
8554         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8555         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8556                 return 1;
8557         else
8558                 return generic_drop_inode(inode);
8559 }
8560
8561 static void init_once(void *foo)
8562 {
8563         struct btrfs_inode *ei = foo;
8564
8565         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8566 }
8567
8568 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8569 {
8570         /*
8571          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8572          * destroy cache.
8573          */
8574         rcu_barrier();
8575         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8576         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8577 }
8578
8579 int __init btrfs_init_cachep(void)
8580 {
8581         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8582                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8583                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_ACCOUNT,
8584                         init_once);
8585         if (!btrfs_inode_cachep)
8586                 goto fail;
8587
8588         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8589                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8590                         BIOSET_NEED_BVECS))
8591                 goto fail;
8592
8593         return 0;
8594 fail:
8595         btrfs_destroy_cachep();
8596         return -ENOMEM;
8597 }
8598
8599 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8600                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8601                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8602 {
8603         u64 delalloc_bytes;
8604         u64 inode_bytes;
8605         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8606         u32 blocksize = btrfs_sb(inode->i_sb)->sectorsize;
8607         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8608         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8609
8610         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8611         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime_sec;
8612         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime_nsec;
8613         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8614                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8615         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8616                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8617         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8618                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8619         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8620                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8621         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8622                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8623
8624         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8625                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8626                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8627                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8628
8629         generic_fillattr(idmap, request_mask, inode, stat);
8630         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8631
8632         stat->subvol = BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid;
8633         stat->result_mask |= STATX_SUBVOL;
8634
8635         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8636         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8637         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8638         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8639         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8640                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8641         return 0;
8642 }
8643
8644 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8645                               struct dentry *old_dentry,
8646                               struct inode *new_dir,
8647                               struct dentry *new_dentry)
8648 {
8649         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(old_dir);
8650         struct btrfs_trans_handle *trans;
8651         unsigned int trans_num_items;
8652         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8653         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8654         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8655         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8656         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8657         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8658         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8659         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8660         u64 old_idx = 0;
8661         u64 new_idx = 0;
8662         int ret;
8663         int ret2;
8664         bool need_abort = false;
8665         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8666         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8667
8668         /*
8669          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8670          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8671          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8672          */
8673         if (root != dest &&
8674             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8675              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8676                 return -EXDEV;
8677
8678         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8679         if (ret)
8680                 return ret;
8681
8682         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8683         if (ret) {
8684                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8685                 return ret;
8686         }
8687
8688         old_name = &old_fname.disk_name;
8689         new_name = &new_fname.disk_name;
8690
8691         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8692         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8693             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8694                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8695
8696         /*
8697          * For each inode:
8698          * 1 to remove old dir item
8699          * 1 to remove old dir index
8700          * 1 to add new dir item
8701          * 1 to add new dir index
8702          * 1 to update parent inode
8703          *
8704          * If the parents are the same, we only need to account for one
8705          */
8706         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8707         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8708                 /*
8709                  * 1 to remove old root ref
8710                  * 1 to remove old root backref
8711                  * 1 to add new root ref
8712                  * 1 to add new root backref
8713                  */
8714                 trans_num_items += 4;
8715         } else {
8716                 /*
8717                  * 1 to update inode item
8718                  * 1 to remove old inode ref
8719                  * 1 to add new inode ref
8720                  */
8721                 trans_num_items += 3;
8722         }
8723         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8724                 trans_num_items += 4;
8725         else
8726                 trans_num_items += 3;
8727         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8728         if (IS_ERR(trans)) {
8729                 ret = PTR_ERR(trans);
8730                 goto out_notrans;
8731         }
8732
8733         if (dest != root) {
8734                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8735                 if (ret)
8736                         goto out_fail;
8737         }
8738
8739         /*
8740          * We need to find a free sequence number both in the source and
8741          * in the destination directory for the exchange.
8742          */
8743         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8744         if (ret)
8745                 goto out_fail;
8746         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8747         if (ret)
8748                 goto out_fail;
8749
8750         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8751         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8752
8753         /* Reference for the source. */
8754         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8755                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8756                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8757         } else {
8758                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8759                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8760                                              old_idx);
8761                 if (ret)
8762                         goto out_fail;
8763                 need_abort = true;
8764         }
8765
8766         /* And now for the dest. */
8767         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8768                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8769                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8770         } else {
8771                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8772                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8773                                              new_idx);
8774                 if (ret) {
8775                         if (need_abort)
8776                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8777                         goto out_fail;
8778                 }
8779         }
8780
8781         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8782         inode_inc_iversion(old_dir);
8783         inode_inc_iversion(new_dir);
8784         inode_inc_iversion(old_inode);
8785         inode_inc_iversion(new_inode);
8786         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8787
8788         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8789                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8790                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8791                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8792                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8793         }
8794
8795         /* src is a subvolume */
8796         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8797                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8798         } else { /* src is an inode */
8799                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8800                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8801                                            old_name, &old_rename_ctx);
8802                 if (!ret)
8803                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
8804         }
8805         if (ret) {
8806                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8807                 goto out_fail;
8808         }
8809
8810         /* dest is a subvolume */
8811         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8812                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8813         } else { /* dest is an inode */
8814                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8815                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8816                                            new_name, &new_rename_ctx);
8817                 if (!ret)
8818                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(new_inode));
8819         }
8820         if (ret) {
8821                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8822                 goto out_fail;
8823         }
8824
8825         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8826                              new_name, 0, old_idx);
8827         if (ret) {
8828                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8829                 goto out_fail;
8830         }
8831
8832         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8833                              old_name, 0, new_idx);
8834         if (ret) {
8835                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8836                 goto out_fail;
8837         }
8838
8839         if (old_inode->i_nlink == 1)
8840                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8841         if (new_inode->i_nlink == 1)
8842                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8843
8844         /*
8845          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8846          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8847          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8848          * are part of this rename operation were logged before.
8849          */
8850         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8851                 btrfs_pin_log_trans(root);
8852         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8853                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8854
8855         /* Do the log updates for all inodes. */
8856         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8857                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8858                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8859         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8860                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8861                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8862
8863         /* Now unpin the logs. */
8864         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8865                 btrfs_end_log_trans(root);
8866         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8867                 btrfs_end_log_trans(dest);
8868 out_fail:
8869         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8870         ret = ret ? ret : ret2;
8871 out_notrans:
8872         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8873             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8874                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8875
8876         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8877         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8878         return ret;
8879 }
8880
8881 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8882                                         struct inode *dir)
8883 {
8884         struct inode *inode;
8885
8886         inode = new_inode(dir->i_sb);
8887         if (inode) {
8888                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8889                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8890                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8891                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8892         }
8893         return inode;
8894 }
8895
8896 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8897                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8898                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8899                         unsigned int flags)
8900 {
8901         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(old_dir);
8902         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8903                 .dir = old_dir,
8904                 .dentry = old_dentry,
8905         };
8906         struct btrfs_trans_handle *trans;
8907         unsigned int trans_num_items;
8908         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8909         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8910         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8911         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8912         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8913         u64 index = 0;
8914         int ret;
8915         int ret2;
8916         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8917         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8918
8919         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8920                 return -EPERM;
8921
8922         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8923         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8924                 return -EXDEV;
8925
8926         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8927             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8928                 return -ENOTEMPTY;
8929
8930         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8931             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8932                 return -ENOTEMPTY;
8933
8934         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8935         if (ret)
8936                 return ret;
8937
8938         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8939         if (ret) {
8940                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8941                 return ret;
8942         }
8943
8944         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8945         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8946         if (ret) {
8947                 if (ret == -EEXIST) {
8948                         /* we shouldn't get
8949                          * eexist without a new_inode */
8950                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8951                                 goto out_fscrypt_names;
8952                         }
8953                 } else {
8954                         /* maybe -EOVERFLOW */
8955                         goto out_fscrypt_names;
8956                 }
8957         }
8958         ret = 0;
8959
8960         /*
8961          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
8962          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
8963          */
8964         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
8965                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
8966
8967         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
8968                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
8969                 if (!whiteout_args.inode) {
8970                         ret = -ENOMEM;
8971                         goto out_fscrypt_names;
8972                 }
8973                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
8974                 if (ret)
8975                         goto out_whiteout_inode;
8976         } else {
8977                 /* 1 to update the old parent inode. */
8978                 trans_num_items = 1;
8979         }
8980
8981         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8982                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8983                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8984                 /*
8985                  * 1 to remove old root ref
8986                  * 1 to remove old root backref
8987                  * 1 to add new root ref
8988                  * 1 to add new root backref
8989                  */
8990                 trans_num_items += 4;
8991         } else {
8992                 /*
8993                  * 1 to update inode
8994                  * 1 to remove old inode ref
8995                  * 1 to add new inode ref
8996                  */
8997                 trans_num_items += 3;
8998         }
8999         /*
9000          * 1 to remove old dir item
9001          * 1 to remove old dir index
9002          * 1 to add new dir item
9003          * 1 to add new dir index
9004          */
9005         trans_num_items += 4;
9006         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9007         if (new_dir != old_dir)
9008                 trans_num_items++;
9009         if (new_inode) {
9010                 /*
9011                  * 1 to update inode
9012                  * 1 to remove inode ref
9013                  * 1 to remove dir item
9014                  * 1 to remove dir index
9015                  * 1 to possibly add orphan item
9016                  */
9017                 trans_num_items += 5;
9018         }
9019         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9020         if (IS_ERR(trans)) {
9021                 ret = PTR_ERR(trans);
9022                 goto out_notrans;
9023         }
9024
9025         if (dest != root) {
9026                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9027                 if (ret)
9028                         goto out_fail;
9029         }
9030
9031         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9032         if (ret)
9033                 goto out_fail;
9034
9035         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9036         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9037                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9038                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9039         } else {
9040                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9041                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9042                                              index);
9043                 if (ret)
9044                         goto out_fail;
9045         }
9046
9047         inode_inc_iversion(old_dir);
9048         inode_inc_iversion(new_dir);
9049         inode_inc_iversion(old_inode);
9050         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
9051
9052         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9053                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9054                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9055
9056         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9057                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9058         } else {
9059                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9060                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9061                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9062                 if (!ret)
9063                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
9064         }
9065         if (ret) {
9066                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9067                 goto out_fail;
9068         }
9069
9070         if (new_inode) {
9071                 inode_inc_iversion(new_inode);
9072                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9073                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9074                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9075                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9076                 } else {
9077                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9078                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9079                                                  &new_fname.disk_name);
9080                 }
9081                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9082                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9083                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9084                 if (ret) {
9085                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9086                         goto out_fail;
9087                 }
9088         }
9089
9090         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9091                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9092         if (ret) {
9093                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9094                 goto out_fail;
9095         }
9096
9097         if (old_inode->i_nlink == 1)
9098                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9099
9100         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9101                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9102                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9103
9104         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9105                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9106                 if (ret) {
9107                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9108                         goto out_fail;
9109                 } else {
9110                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9111                         iput(whiteout_args.inode);
9112                         whiteout_args.inode = NULL;
9113                 }
9114         }
9115 out_fail:
9116         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9117         ret = ret ? ret : ret2;
9118 out_notrans:
9119         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9120                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9121         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9122                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9123 out_whiteout_inode:
9124         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9125                 iput(whiteout_args.inode);
9126 out_fscrypt_names:
9127         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9128         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9129         return ret;
9130 }
9131
9132 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9133                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9134                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9135 {
9136         int ret;
9137
9138         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9139                 return -EINVAL;
9140
9141         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9142                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9143                                             new_dentry);
9144         else
9145                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9146                                    new_dentry, flags);
9147
9148         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9149
9150         return ret;
9151 }
9152
9153 struct btrfs_delalloc_work {
9154         struct inode *inode;
9155         struct completion completion;
9156         struct list_head list;
9157         struct btrfs_work work;
9158 };
9159
9160 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9161 {
9162         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9163         struct inode *inode;
9164
9165         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9166                                      work);
9167         inode = delalloc_work->inode;
9168         filemap_flush(inode->i_mapping);
9169         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9170                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9171                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9172
9173         iput(inode);
9174         complete(&delalloc_work->completion);
9175 }
9176
9177 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9178 {
9179         struct btrfs_delalloc_work *work;
9180
9181         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9182         if (!work)
9183                 return NULL;
9184
9185         init_completion(&work->completion);
9186         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9187         work->inode = inode;
9188         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL);
9189
9190         return work;
9191 }
9192
9193 /*
9194  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9195  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9196  */
9197 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9198                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9199                                  bool in_reclaim_context)
9200 {
9201         struct btrfs_inode *binode;
9202         struct inode *inode;
9203         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9204         LIST_HEAD(works);
9205         LIST_HEAD(splice);
9206         int ret = 0;
9207         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9208
9209         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9210         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9211         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9212         while (!list_empty(&splice)) {
9213                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9214                                     delalloc_inodes);
9215
9216                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9217                                &root->delalloc_inodes);
9218
9219                 if (in_reclaim_context &&
9220                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9221                         continue;
9222
9223                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9224                 if (!inode) {
9225                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9226                         continue;
9227                 }
9228                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9229
9230                 if (snapshot)
9231                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9232                                 &binode->runtime_flags);
9233                 if (full_flush) {
9234                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9235                         if (!work) {
9236                                 iput(inode);
9237                                 ret = -ENOMEM;
9238                                 goto out;
9239                         }
9240                         list_add_tail(&work->list, &works);
9241                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9242                                          &work->work);
9243                 } else {
9244                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9245                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9246                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9247                                 goto out;
9248                 }
9249                 cond_resched();
9250                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9251         }
9252         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9253
9254 out:
9255         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9256                 list_del_init(&work->list);
9257                 wait_for_completion(&work->completion);
9258                 kfree(work);
9259         }
9260
9261         if (!list_empty(&splice)) {
9262                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9263                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9264                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9265         }
9266         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9267         return ret;
9268 }
9269
9270 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9271 {
9272         struct writeback_control wbc = {
9273                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9274                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9275                 .range_start = 0,
9276                 .range_end = LLONG_MAX,
9277         };
9278         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9279
9280         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9281                 return -EROFS;
9282
9283         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9284 }
9285
9286 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9287                                bool in_reclaim_context)
9288 {
9289         struct writeback_control wbc = {
9290                 .nr_to_write = nr,
9291                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9292                 .range_start = 0,
9293                 .range_end = LLONG_MAX,
9294         };
9295         struct btrfs_root *root;
9296         LIST_HEAD(splice);
9297         int ret;
9298
9299         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9300                 return -EROFS;
9301
9302         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9303         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9304         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9305         while (!list_empty(&splice)) {
9306                 /*
9307                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9308                  * flush.
9309                  */
9310                 if (nr == LONG_MAX)
9311                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9312
9313                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9314                                         delalloc_root);
9315                 root = btrfs_grab_root(root);
9316                 BUG_ON(!root);
9317                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9318                                &fs_info->delalloc_roots);
9319                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9320
9321                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9322                 btrfs_put_root(root);
9323                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9324                         goto out;
9325                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9326         }
9327         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9328
9329         ret = 0;
9330 out:
9331         if (!list_empty(&splice)) {
9332                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9333                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9334                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9335         }
9336         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9337         return ret;
9338 }
9339
9340 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9341                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9342 {
9343         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
9344         struct btrfs_trans_handle *trans;
9345         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9346         struct btrfs_path *path;
9347         struct btrfs_key key;
9348         struct inode *inode;
9349         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9350                 .dir = dir,
9351                 .dentry = dentry,
9352         };
9353         unsigned int trans_num_items;
9354         int err;
9355         int name_len;
9356         int datasize;
9357         unsigned long ptr;
9358         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9359         struct extent_buffer *leaf;
9360
9361         name_len = strlen(symname);
9362         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9363                 return -ENAMETOOLONG;
9364
9365         inode = new_inode(dir->i_sb);
9366         if (!inode)
9367                 return -ENOMEM;
9368         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9369         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9370         inode_nohighmem(inode);
9371         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9372         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9373         inode_set_bytes(inode, name_len);
9374
9375         new_inode_args.inode = inode;
9376         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9377         if (err)
9378                 goto out_inode;
9379         /* 1 additional item for the inline extent */
9380         trans_num_items++;
9381
9382         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9383         if (IS_ERR(trans)) {
9384                 err = PTR_ERR(trans);
9385                 goto out_new_inode_args;
9386         }
9387
9388         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9389         if (err)
9390                 goto out;
9391
9392         path = btrfs_alloc_path();
9393         if (!path) {
9394                 err = -ENOMEM;
9395                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9396                 discard_new_inode(inode);
9397                 inode = NULL;
9398                 goto out;
9399         }
9400         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9401         key.offset = 0;
9402         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9403         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9404         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9405                                       datasize);
9406         if (err) {
9407                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9408                 btrfs_free_path(path);
9409                 discard_new_inode(inode);
9410                 inode = NULL;
9411                 goto out;
9412         }
9413         leaf = path->nodes[0];
9414         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9415                             struct btrfs_file_extent_item);
9416         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9417         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9418                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9419         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9420         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9421         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9422         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9423
9424         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9425         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9426         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
9427         btrfs_free_path(path);
9428
9429         d_instantiate_new(dentry, inode);
9430         err = 0;
9431 out:
9432         btrfs_end_transaction(trans);
9433         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9434 out_new_inode_args:
9435         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9436 out_inode:
9437         if (err)
9438                 iput(inode);
9439         return err;
9440 }
9441
9442 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9443                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9444                                        struct btrfs_inode *inode,
9445                                        struct btrfs_key *ins,
9446                                        u64 file_offset)
9447 {
9448         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9449         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9450         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9451         struct btrfs_path *path;
9452         u64 start = ins->objectid;
9453         u64 len = ins->offset;
9454         u64 qgroup_released = 0;
9455         int ret;
9456
9457         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9458
9459         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9460         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9461         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9462         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9463         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9464         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9465         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9466
9467         ret = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len, &qgroup_released);
9468         if (ret < 0)
9469                 return ERR_PTR(ret);
9470
9471         if (trans) {
9472                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9473                                                   file_offset, &stack_fi,
9474                                                   true, qgroup_released);
9475                 if (ret)
9476                         goto free_qgroup;
9477                 return trans;
9478         }
9479
9480         extent_info.disk_offset = start;
9481         extent_info.disk_len = len;
9482         extent_info.data_offset = 0;
9483         extent_info.data_len = len;
9484         extent_info.file_offset = file_offset;
9485         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9486         extent_info.is_new_extent = true;
9487         extent_info.update_times = true;
9488         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9489         extent_info.insertions = 0;
9490
9491         path = btrfs_alloc_path();
9492         if (!path) {
9493                 ret = -ENOMEM;
9494                 goto free_qgroup;
9495         }
9496
9497         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9498                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9499                                      &trans);
9500         btrfs_free_path(path);
9501         if (ret)
9502                 goto free_qgroup;
9503         return trans;
9504
9505 free_qgroup:
9506         /*
9507          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9508          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9509          * transaction.
9510          * But if we error out early, we have to free what we have released
9511          * or we leak qgroup data reservation.
9512          */
9513         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9514                         btrfs_root_id(inode->root), qgroup_released,
9515                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9516         return ERR_PTR(ret);
9517 }
9518
9519 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9520                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9521                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9522                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9523 {
9524         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(inode);
9525         struct extent_map *em;
9526         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9527         struct btrfs_key ins;
9528         u64 cur_offset = start;
9529         u64 clear_offset = start;
9530         u64 i_size;
9531         u64 cur_bytes;
9532         u64 last_alloc = (u64)-1;
9533         int ret = 0;
9534         bool own_trans = true;
9535         u64 end = start + num_bytes - 1;
9536
9537         if (trans)
9538                 own_trans = false;
9539         while (num_bytes > 0) {
9540                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9541                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9542                 /*
9543                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9544                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9545                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9546                  * sized chunks.
9547                  */
9548                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9549                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9550                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9551                 if (ret)
9552                         break;
9553
9554                 /*
9555                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9556                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9557                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9558                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9559                  * clear_offset by our extent size.
9560                  */
9561                 clear_offset += ins.offset;
9562
9563                 last_alloc = ins.offset;
9564                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9565                                                     &ins, cur_offset);
9566                 /*
9567                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9568                  * decrement the number of reservations in the block group.
9569                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9570                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9571                  */
9572                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9573                 if (IS_ERR(trans)) {
9574                         ret = PTR_ERR(trans);
9575                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9576                                                    ins.offset, 0);
9577                         break;
9578                 }
9579
9580                 em = alloc_extent_map();
9581                 if (!em) {
9582                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9583                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9584                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9585                         goto next;
9586                 }
9587
9588                 em->start = cur_offset;
9589                 em->orig_start = cur_offset;
9590                 em->len = ins.offset;
9591                 em->block_start = ins.objectid;
9592                 em->block_len = ins.offset;
9593                 em->orig_block_len = ins.offset;
9594                 em->ram_bytes = ins.offset;
9595                 em->flags |= EXTENT_FLAG_PREALLOC;
9596                 em->generation = trans->transid;
9597
9598                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9599                 free_extent_map(em);
9600 next:
9601                 num_bytes -= ins.offset;
9602                 cur_offset += ins.offset;
9603                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9604
9605                 inode_inc_iversion(inode);
9606                 inode_set_ctime_current(inode);
9607                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9608                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9609                     (actual_len > inode->i_size) &&
9610                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9611                         if (cur_offset > actual_len)
9612                                 i_size = actual_len;
9613                         else
9614                                 i_size = cur_offset;
9615                         i_size_write(inode, i_size);
9616                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9617                 }
9618
9619                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
9620
9621                 if (ret) {
9622                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9623                         if (own_trans)
9624                                 btrfs_end_transaction(trans);
9625                         break;
9626                 }
9627
9628                 if (own_trans) {
9629                         btrfs_end_transaction(trans);
9630                         trans = NULL;
9631                 }
9632         }
9633         if (clear_offset < end)
9634                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9635                         end - clear_offset + 1);
9636         return ret;
9637 }
9638
9639 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9640                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9641                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9642 {
9643         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9644                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9645                                            NULL);
9646 }
9647
9648 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9649                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9650                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9651                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9652 {
9653         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9654                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9655 }
9656
9657 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9658                             struct inode *inode, int mask)
9659 {
9660         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9661         umode_t mode = inode->i_mode;
9662
9663         if (mask & MAY_WRITE &&
9664             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9665                 if (btrfs_root_readonly(root))
9666                         return -EROFS;
9667                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9668                         return -EACCES;
9669         }
9670         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9671 }
9672
9673 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9674                          struct file *file, umode_t mode)
9675 {
9676         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode_to_fs_info(dir);
9677         struct btrfs_trans_handle *trans;
9678         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9679         struct inode *inode;
9680         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9681                 .dir = dir,
9682                 .dentry = file->f_path.dentry,
9683                 .orphan = true,
9684         };
9685         unsigned int trans_num_items;
9686         int ret;
9687
9688         inode = new_inode(dir->i_sb);
9689         if (!inode)
9690                 return -ENOMEM;
9691         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9692         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9693         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9694         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9695
9696         new_inode_args.inode = inode;
9697         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9698         if (ret)
9699                 goto out_inode;
9700
9701         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9702         if (IS_ERR(trans)) {
9703                 ret = PTR_ERR(trans);
9704                 goto out_new_inode_args;
9705         }
9706
9707         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9708
9709         /*
9710          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9711          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9712          * 0, through:
9713          *
9714          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9715          */
9716         set_nlink(inode, 1);
9717
9718         if (!ret) {
9719                 d_tmpfile(file, inode);
9720                 unlock_new_inode(inode);
9721                 mark_inode_dirty(inode);
9722         }
9723
9724         btrfs_end_transaction(trans);
9725         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9726 out_new_inode_args:
9727         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9728 out_inode:
9729         if (ret)
9730                 iput(inode);
9731         return finish_open_simple(file, ret);
9732 }
9733
9734 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9735 {
9736         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9737         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9738         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9739         struct page *page;
9740         u32 len;
9741
9742         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9743         len = end + 1 - start;
9744         while (index <= end_index) {
9745                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9746                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9747
9748                 /* This is for data, which doesn't yet support larger folio. */
9749                 ASSERT(folio_order(page_folio(page)) == 0);
9750                 btrfs_folio_set_writeback(fs_info, page_folio(page), start, len);
9751                 put_page(page);
9752                 index++;
9753         }
9754 }
9755
9756 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9757                                              int compress_type)
9758 {
9759         switch (compress_type) {
9760         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9761                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9762         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9763                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9764         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9765                 /*
9766                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9767                  * sector size that we support.
9768                  */
9769                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9770                         return -EINVAL;
9771                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9772                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9773         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9774                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9775         default:
9776                 return -EUCLEAN;
9777         }
9778 }
9779
9780 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9781                                 struct kiocb *iocb,
9782                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9783                                 u64 lockend,
9784                                 struct extent_state **cached_state,
9785                                 u64 extent_start, size_t count,
9786                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9787                                 bool *unlocked)
9788 {
9789         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9790         struct btrfs_root *root = inode->root;
9791         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9792         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9793         struct btrfs_path *path;
9794         struct extent_buffer *leaf;
9795         struct btrfs_file_extent_item *item;
9796         u64 ram_bytes;
9797         unsigned long ptr;
9798         void *tmp;
9799         ssize_t ret;
9800
9801         path = btrfs_alloc_path();
9802         if (!path) {
9803                 ret = -ENOMEM;
9804                 goto out;
9805         }
9806         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9807                                        extent_start, 0);
9808         if (ret) {
9809                 if (ret > 0) {
9810                         /* The extent item disappeared? */
9811                         ret = -EIO;
9812                 }
9813                 goto out;
9814         }
9815         leaf = path->nodes[0];
9816         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9817
9818         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9819         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9820
9821         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9822                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9823         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9824                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9825         if (ret < 0)
9826                 goto out;
9827         encoded->compression = ret;
9828         if (encoded->compression) {
9829                 size_t inline_size;
9830
9831                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9832                                                                 path->slots[0]);
9833                 if (inline_size > count) {
9834                         ret = -ENOBUFS;
9835                         goto out;
9836                 }
9837                 count = inline_size;
9838                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9839                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9840         } else {
9841                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9842                 encoded->len = count;
9843                 encoded->unencoded_len = count;
9844                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9845         }
9846
9847         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9848         if (!tmp) {
9849                 ret = -ENOMEM;
9850                 goto out;
9851         }
9852         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9853         btrfs_release_path(path);
9854         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9855         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9856         *unlocked = true;
9857
9858         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9859         if (ret != count)
9860                 ret = -EFAULT;
9861         kfree(tmp);
9862 out:
9863         btrfs_free_path(path);
9864         return ret;
9865 }
9866
9867 struct btrfs_encoded_read_private {
9868         wait_queue_head_t wait;
9869         atomic_t pending;
9870         blk_status_t status;
9871 };
9872
9873 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9874 {
9875         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9876
9877         if (bbio->bio.bi_status) {
9878                 /*
9879                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9880                  * pairs with the memory barrier implied by the
9881                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9882                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9883                  * write is observed before the load of status in
9884                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9885                  */
9886                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9887         }
9888         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9889                 wake_up(&priv->wait);
9890         bio_put(&bbio->bio);
9891 }
9892
9893 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9894                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9895                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9896 {
9897         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9898         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9899                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9900         };
9901         unsigned long i = 0;
9902         struct btrfs_bio *bbio;
9903
9904         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9905
9906         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9907                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9908         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9909         bbio->inode = inode;
9910
9911         do {
9912                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
9913
9914                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9915                         atomic_inc(&priv.pending);
9916                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9917
9918                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9919                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9920                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9921                         bbio->inode = inode;
9922                         continue;
9923                 }
9924
9925                 i++;
9926                 disk_bytenr += bytes;
9927                 disk_io_size -= bytes;
9928         } while (disk_io_size);
9929
9930         atomic_inc(&priv.pending);
9931         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9932
9933         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9934                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9935         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9936         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9937 }
9938
9939 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9940                                           struct iov_iter *iter,
9941                                           u64 start, u64 lockend,
9942                                           struct extent_state **cached_state,
9943                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9944                                           size_t count, bool compressed,
9945                                           bool *unlocked)
9946 {
9947         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9948         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9949         struct page **pages;
9950         unsigned long nr_pages, i;
9951         u64 cur;
9952         size_t page_offset;
9953         ssize_t ret;
9954
9955         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
9956         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
9957         if (!pages)
9958                 return -ENOMEM;
9959         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages, 0);
9960         if (ret) {
9961                 ret = -ENOMEM;
9962                 goto out;
9963                 }
9964
9965         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
9966                                                     disk_io_size, pages);
9967         if (ret)
9968                 goto out;
9969
9970         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9971         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9972         *unlocked = true;
9973
9974         if (compressed) {
9975                 i = 0;
9976                 page_offset = 0;
9977         } else {
9978                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
9979                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
9980         }
9981         cur = 0;
9982         while (cur < count) {
9983                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
9984                                      PAGE_SIZE - page_offset);
9985
9986                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
9987                                       iter) != bytes) {
9988                         ret = -EFAULT;
9989                         goto out;
9990                 }
9991                 i++;
9992                 cur += bytes;
9993                 page_offset = 0;
9994         }
9995         ret = count;
9996 out:
9997         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
9998                 if (pages[i])
9999                         __free_page(pages[i]);
10000         }
10001         kfree(pages);
10002         return ret;
10003 }
10004
10005 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10006                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10007 {
10008         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10009         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10010         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10011         ssize_t ret;
10012         size_t count = iov_iter_count(iter);
10013         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10014         struct extent_state *cached_state = NULL;
10015         struct extent_map *em;
10016         bool unlocked = false;
10017
10018         file_accessed(iocb->ki_filp);
10019
10020         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10021
10022         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10023                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10024                 return 0;
10025         }
10026         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10027         /*
10028          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10029          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10030          */
10031         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10032
10033         for (;;) {
10034                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10035
10036                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10037                                                lockend - start + 1);
10038                 if (ret)
10039                         goto out_unlock_inode;
10040                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10041                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10042                                                      lockend - start + 1);
10043                 if (!ordered)
10044                         break;
10045                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10046                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10047                 cond_resched();
10048         }
10049
10050         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, start, lockend - start + 1);
10051         if (IS_ERR(em)) {
10052                 ret = PTR_ERR(em);
10053                 goto out_unlock_extent;
10054         }
10055
10056         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10057                 u64 extent_start = em->start;
10058
10059                 /*
10060                  * For inline extents we get everything we need out of the
10061                  * extent item.
10062                  */
10063                 free_extent_map(em);
10064                 em = NULL;
10065                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10066                                                 &cached_state, extent_start,
10067                                                 count, encoded, &unlocked);
10068                 goto out;
10069         }
10070
10071         /*
10072          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10073          * that.
10074          */
10075         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10076                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10077         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10078             (em->flags & EXTENT_FLAG_PREALLOC)) {
10079                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10080                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10081                 encoded->len = count;
10082                 encoded->unencoded_len = count;
10083         } else if (extent_map_is_compressed(em)) {
10084                 disk_bytenr = em->block_start;
10085                 /*
10086                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10087                  * compressed extent.
10088                  */
10089                 if (em->block_len > count) {
10090                         ret = -ENOBUFS;
10091                         goto out_em;
10092                 }
10093                 disk_io_size = em->block_len;
10094                 count = em->block_len;
10095                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10096                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10097                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10098                                                                extent_map_compression(em));
10099                 if (ret < 0)
10100                         goto out_em;
10101                 encoded->compression = ret;
10102         } else {
10103                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10104                 if (encoded->len > count)
10105                         encoded->len = count;
10106                 /*
10107                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10108                  * allocations that we'll do.
10109                  */
10110                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10111                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10112                 encoded->len = count;
10113                 encoded->unencoded_len = count;
10114                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10115         }
10116         free_extent_map(em);
10117         em = NULL;
10118
10119         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10120                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10121                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10122                 unlocked = true;
10123                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10124                 if (ret != count)
10125                         ret = -EFAULT;
10126         } else {
10127                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10128                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10129                                                  disk_io_size, count,
10130                                                  encoded->compression,
10131                                                  &unlocked);
10132         }
10133
10134 out:
10135         if (ret >= 0)
10136                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10137 out_em:
10138         free_extent_map(em);
10139 out_unlock_extent:
10140         if (!unlocked)
10141                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10142 out_unlock_inode:
10143         if (!unlocked)
10144                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10145         return ret;
10146 }
10147
10148 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10149                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10150 {
10151         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10152         struct btrfs_root *root = inode->root;
10153         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10154         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10155         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10156         struct extent_state *cached_state = NULL;
10157         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10158         int compression;
10159         size_t orig_count;
10160         u64 start, end;
10161         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10162         unsigned long nr_folios, i;
10163         struct folio **folios;
10164         struct btrfs_key ins;
10165         bool extent_reserved = false;
10166         struct extent_map *em;
10167         ssize_t ret;
10168
10169         switch (encoded->compression) {
10170         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10171                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10172                 break;
10173         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10174                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10175                 break;
10176         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10177         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10178         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10179         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10180         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10181                 /* The sector size must match for LZO. */
10182                 if (encoded->compression -
10183                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10184                     fs_info->sectorsize_bits)
10185                         return -EINVAL;
10186                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10187                 break;
10188         default:
10189                 return -EINVAL;
10190         }
10191         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10192                 return -EINVAL;
10193
10194         /*
10195          * Compressed extents should always have checksums, so error out if we
10196          * have a NOCOW file or inode was created while mounted with NODATASUM.
10197          */
10198         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
10199                 return -EINVAL;
10200
10201         orig_count = iov_iter_count(from);
10202
10203         /* The extent size must be sane. */
10204         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10205             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10206                 return -EINVAL;
10207
10208         /*
10209          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10210          *
10211          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10212          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10213          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10214          * extents.
10215          *
10216          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10217          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10218          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10219          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10220          */
10221         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10222                 return -EINVAL;
10223
10224         /* The extent must start on a sector boundary. */
10225         start = iocb->ki_pos;
10226         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10227                 return -EINVAL;
10228
10229         /*
10230          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10231          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10232          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10233          */
10234         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10235             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10236                 return -EINVAL;
10237
10238         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10239         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10240                 return -EINVAL;
10241
10242         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10243         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10244         end = start + num_bytes - 1;
10245
10246         /*
10247          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10248          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10249          * isn't.
10250          */
10251         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10252         nr_folios = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10253         folios = kvcalloc(nr_folios, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10254         if (!folios)
10255                 return -ENOMEM;
10256         for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
10257                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10258                 char *kaddr;
10259
10260                 folios[i] = folio_alloc(GFP_KERNEL_ACCOUNT, 0);
10261                 if (!folios[i]) {
10262                         ret = -ENOMEM;
10263                         goto out_folios;
10264                 }
10265                 kaddr = kmap_local_folio(folios[i], 0);
10266                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10267                         kunmap_local(kaddr);
10268                         ret = -EFAULT;
10269                         goto out_folios;
10270                 }
10271                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10272                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10273                 kunmap_local(kaddr);
10274         }
10275
10276         for (;;) {
10277                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10278
10279                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10280                 if (ret)
10281                         goto out_folios;
10282                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10283                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10284                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10285                 if (ret)
10286                         goto out_folios;
10287                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10288                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10289                 if (!ordered &&
10290                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10291                         break;
10292                 if (ordered)
10293                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10294                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10295                 cond_resched();
10296         }
10297
10298         /*
10299          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10300          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10301          */
10302         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10303         if (ret)
10304                 goto out_unlock;
10305         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10306         if (ret)
10307                 goto out_free_data_space;
10308         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10309                                               false);
10310         if (ret)
10311                 goto out_qgroup_free_data;
10312
10313         /* Try an inline extent first. */
10314         if (encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10315             encoded->unencoded_offset == 0 &&
10316             can_cow_file_range_inline(inode, start, encoded->len, orig_count)) {
10317                 ret = __cow_file_range_inline(inode, start, encoded->len,
10318                                               orig_count, compression, folios[0],
10319                                               true);
10320                 if (ret <= 0) {
10321                         if (ret == 0)
10322                                 ret = orig_count;
10323                         goto out_delalloc_release;
10324                 }
10325         }
10326
10327         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10328                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10329         if (ret)
10330                 goto out_delalloc_release;
10331         extent_reserved = true;
10332
10333         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10334                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10335                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10336                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10337         if (IS_ERR(em)) {
10338                 ret = PTR_ERR(em);
10339                 goto out_free_reserved;
10340         }
10341         free_extent_map(em);
10342
10343         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10344                                        ins.objectid, ins.offset,
10345                                        encoded->unencoded_offset,
10346                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10347                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10348                                        compression);
10349         if (IS_ERR(ordered)) {
10350                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10351                 ret = PTR_ERR(ordered);
10352                 goto out_free_reserved;
10353         }
10354         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10355
10356         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10357                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10358
10359         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10360
10361         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10362
10363         btrfs_submit_compressed_write(ordered, folios, nr_folios, 0, false);
10364         ret = orig_count;
10365         goto out;
10366
10367 out_free_reserved:
10368         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10369         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10370 out_delalloc_release:
10371         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10372         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10373 out_qgroup_free_data:
10374         if (ret < 0)
10375                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes, NULL);
10376 out_free_data_space:
10377         /*
10378          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10379          * bytes_may_use.
10380          */
10381         if (!extent_reserved)
10382                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10383 out_unlock:
10384         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10385 out_folios:
10386         for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
10387                 if (folios[i])
10388                         __folio_put(folios[i]);
10389         }
10390         kvfree(folios);
10391 out:
10392         if (ret >= 0)
10393                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10394         return ret;
10395 }
10396
10397 #ifdef CONFIG_SWAP
10398 /*
10399  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10400  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10401  * negative errno on failure.
10402  */
10403 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10404                                   bool is_block_group)
10405 {
10406         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10407         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10408         struct rb_node **p;
10409         struct rb_node *parent = NULL;
10410
10411         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10412         if (!sp)
10413                 return -ENOMEM;
10414         sp->ptr = ptr;
10415         sp->inode = inode;
10416         sp->is_block_group = is_block_group;
10417         sp->bg_extent_count = 1;
10418
10419         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10420         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10421         while (*p) {
10422                 parent = *p;
10423                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10424                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10425                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10426                         p = &(*p)->rb_left;
10427                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10428                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10429                         p = &(*p)->rb_right;
10430                 } else {
10431                         if (is_block_group)
10432                                 entry->bg_extent_count++;
10433                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10434                         kfree(sp);
10435                         return 1;
10436                 }
10437         }
10438         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10439         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10440         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10441         return 0;
10442 }
10443
10444 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10445 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10446 {
10447         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10448         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10449         struct rb_node *node, *next;
10450
10451         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10452         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10453         while (node) {
10454                 next = rb_next(node);
10455                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10456                 if (sp->inode == inode) {
10457                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10458                         if (sp->is_block_group) {
10459                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10460                                                            sp->bg_extent_count);
10461                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10462                         }
10463                         kfree(sp);
10464                 }
10465                 node = next;
10466         }
10467         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10468 }
10469
10470 struct btrfs_swap_info {
10471         u64 start;
10472         u64 block_start;
10473         u64 block_len;
10474         u64 lowest_ppage;
10475         u64 highest_ppage;
10476         unsigned long nr_pages;
10477         int nr_extents;
10478 };
10479
10480 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10481                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10482 {
10483         unsigned long nr_pages;
10484         unsigned long max_pages;
10485         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10486         int ret;
10487
10488         /*
10489          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10490          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10491          * the max size set in the swap header.
10492          */
10493         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10494                 return 0;
10495
10496         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10497         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10498         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10499
10500         if (first_ppage >= next_ppage)
10501                 return 0;
10502         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10503         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10504
10505         first_ppage_reported = first_ppage;
10506         if (bsi->start == 0)
10507                 first_ppage_reported++;
10508         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10509                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10510         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10511                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10512
10513         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10514         if (ret < 0)
10515                 return ret;
10516         bsi->nr_extents += ret;
10517         bsi->nr_pages += nr_pages;
10518         return 0;
10519 }
10520
10521 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10522 {
10523         struct inode *inode = file_inode(file);
10524
10525         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10526         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10527 }
10528
10529 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10530                                sector_t *span)
10531 {
10532         struct inode *inode = file_inode(file);
10533         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10534         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10535         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10536         struct extent_state *cached_state = NULL;
10537         struct extent_map *em = NULL;
10538         struct btrfs_chunk_map *map = NULL;
10539         struct btrfs_device *device = NULL;
10540         struct btrfs_swap_info bsi = {
10541                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10542         };
10543         int ret = 0;
10544         u64 isize;
10545         u64 start;
10546
10547         /*
10548          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10549          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10550          * we don't really care.
10551          */
10552         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10553         if (ret)
10554                 return ret;
10555
10556         /*
10557          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10558          */
10559         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10560                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10561                 return -EINVAL;
10562         }
10563         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10564                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10565                 return -EINVAL;
10566         }
10567         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10568                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10569                 return -EINVAL;
10570         }
10571
10572         /*
10573          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10574          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10575          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10576          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10577          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10578          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10579          * really worth the trouble to allow it.
10580          */
10581         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10582                 btrfs_warn(fs_info,
10583            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10584                 return -EBUSY;
10585         }
10586
10587         /*
10588          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10589          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10590          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10591          * completes before the first write into the swap file after it is
10592          * activated, than that write would fallback to COW.
10593          */
10594         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10595                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10596                 btrfs_warn(fs_info,
10597            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10598                 return -EINVAL;
10599         }
10600         /*
10601          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10602          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10603          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10604          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10605          *
10606          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10607          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10608          * activating the swapfile.
10609          */
10610         spin_lock(&root->root_item_lock);
10611         if (btrfs_root_dead(root)) {
10612                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10613
10614                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10615                 btrfs_warn(fs_info,
10616                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10617                         btrfs_root_id(root));
10618                 return -EPERM;
10619         }
10620         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10621         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10622
10623         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10624
10625         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10626         start = 0;
10627         while (start < isize) {
10628                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10629                 struct btrfs_block_group *bg;
10630                 u64 len = isize - start;
10631
10632                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, start, len);
10633                 if (IS_ERR(em)) {
10634                         ret = PTR_ERR(em);
10635                         goto out;
10636                 }
10637
10638                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10639                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10640                         ret = -EINVAL;
10641                         goto out;
10642                 }
10643                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10644                         /*
10645                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10646                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10647                          * big enough to store more than the swap header, but in
10648                          * case something changes in the future, let's catch it
10649                          * here rather than later.
10650                          */
10651                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10652                         ret = -EINVAL;
10653                         goto out;
10654                 }
10655                 if (extent_map_is_compressed(em)) {
10656                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10657                         ret = -EINVAL;
10658                         goto out;
10659                 }
10660
10661                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10662                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10663                 free_extent_map(em);
10664                 em = NULL;
10665
10666                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10667                 if (ret < 0) {
10668                         goto out;
10669                 } else if (ret) {
10670                         ret = 0;
10671                 } else {
10672                         btrfs_warn(fs_info,
10673                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10674                         ret = -EINVAL;
10675                         goto out;
10676                 }
10677
10678                 map = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10679                 if (IS_ERR(map)) {
10680                         ret = PTR_ERR(map);
10681                         goto out;
10682                 }
10683
10684                 if (map->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10685                         btrfs_warn(fs_info,
10686                                    "swapfile must have single data profile");
10687                         ret = -EINVAL;
10688                         goto out;
10689                 }
10690
10691                 if (device == NULL) {
10692                         device = map->stripes[0].dev;
10693                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10694                         if (ret == 1)
10695                                 ret = 0;
10696                         else if (ret)
10697                                 goto out;
10698                 } else if (device != map->stripes[0].dev) {
10699                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10700                         ret = -EINVAL;
10701                         goto out;
10702                 }
10703
10704                 physical_block_start = (map->stripes[0].physical +
10705                                         (logical_block_start - map->start));
10706                 len = min(len, map->chunk_len - (logical_block_start - map->start));
10707                 btrfs_free_chunk_map(map);
10708                 map = NULL;
10709
10710                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10711                 if (!bg) {
10712                         btrfs_warn(fs_info,
10713                            "could not find block group containing swapfile");
10714                         ret = -EINVAL;
10715                         goto out;
10716                 }
10717
10718                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10719                         btrfs_warn(fs_info,
10720                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10721                            bg->start,
10722                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10723                                        " (scrub running)" : "");
10724                         btrfs_put_block_group(bg);
10725                         ret = -EINVAL;
10726                         goto out;
10727                 }
10728
10729                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10730                 if (ret) {
10731                         btrfs_put_block_group(bg);
10732                         if (ret == 1)
10733                                 ret = 0;
10734                         else
10735                                 goto out;
10736                 }
10737
10738                 if (bsi.block_len &&
10739                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10740                         bsi.block_len += len;
10741                 } else {
10742                         if (bsi.block_len) {
10743                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10744                                 if (ret)
10745                                         goto out;
10746                         }
10747                         bsi.start = start;
10748                         bsi.block_start = physical_block_start;
10749                         bsi.block_len = len;
10750                 }
10751
10752                 start += len;
10753         }
10754
10755         if (bsi.block_len)
10756                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10757
10758 out:
10759         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10760                 free_extent_map(em);
10761         if (!IS_ERR_OR_NULL(map))
10762                 btrfs_free_chunk_map(map);
10763
10764         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10765
10766         if (ret)
10767                 btrfs_swap_deactivate(file);
10768
10769         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10770
10771         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10772
10773         if (ret)
10774                 return ret;
10775
10776         if (device)
10777                 sis->bdev = device->bdev;
10778         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10779         sis->max = bsi.nr_pages;
10780         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10781         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10782         return bsi.nr_extents;
10783 }
10784 #else
10785 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10786 {
10787 }
10788
10789 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10790                                sector_t *span)
10791 {
10792         return -EOPNOTSUPP;
10793 }
10794 #endif
10795
10796 /*
10797  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10798  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10799  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10800  * always get a correct value.
10801  */
10802 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10803                               const u64 add_bytes,
10804                               const u64 del_bytes)
10805 {
10806         if (add_bytes == del_bytes)
10807                 return;
10808
10809         spin_lock(&inode->lock);
10810         if (del_bytes > 0)
10811                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10812         if (add_bytes > 0)
10813                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10814         spin_unlock(&inode->lock);
10815 }
10816
10817 /*
10818  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10819  *
10820  * @inode:   The target inode.
10821  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10822  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10823  *           sector size aligned.
10824  *
10825  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10826  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10827  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10828  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10829  * the inode's io_tree.
10830  */
10831 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10832 {
10833         struct btrfs_root *root = inode->root;
10834         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10835
10836         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10837                 return;
10838
10839         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10840         if (ordered) {
10841                 btrfs_err(root->fs_info,
10842 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10843                           start, end, btrfs_ino(inode), btrfs_root_id(root),
10844                           ordered->file_offset,
10845                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10846                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10847         }
10848
10849         ASSERT(ordered == NULL);
10850 }
10851
10852 /*
10853  * Find the first inode with a minimum number.
10854  *
10855  * @root:       The root to search for.
10856  * @min_ino:    The minimum inode number.
10857  *
10858  * Find the first inode in the @root with a number >= @min_ino and return it.
10859  * Returns NULL if no such inode found.
10860  */
10861 struct btrfs_inode *btrfs_find_first_inode(struct btrfs_root *root, u64 min_ino)
10862 {
10863         struct rb_node *node;
10864         struct rb_node *prev;
10865         struct btrfs_inode *inode;
10866
10867         spin_lock(&root->inode_lock);
10868 again:
10869         node = root->inode_tree.rb_node;
10870         prev = NULL;
10871         while (node) {
10872                 prev = node;
10873                 inode = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
10874                 if (min_ino < btrfs_ino(inode))
10875                         node = node->rb_left;
10876                 else if (min_ino > btrfs_ino(inode))
10877                         node = node->rb_right;
10878                 else
10879                         break;
10880         }
10881
10882         if (!node) {
10883                 while (prev) {
10884                         inode = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
10885                         if (min_ino <= btrfs_ino(inode)) {
10886                                 node = prev;
10887                                 break;
10888                         }
10889                         prev = rb_next(prev);
10890                 }
10891         }
10892
10893         while (node) {
10894                 inode = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
10895                 if (igrab(&inode->vfs_inode)) {
10896                         spin_unlock(&root->inode_lock);
10897                         return inode;
10898                 }
10899
10900                 min_ino = btrfs_ino(inode) + 1;
10901                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
10902                         goto again;
10903
10904                 node = rb_next(node);
10905         }
10906         spin_unlock(&root->inode_lock);
10907
10908         return NULL;
10909 }
10910
10911 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10912         .getattr        = btrfs_getattr,
10913         .lookup         = btrfs_lookup,
10914         .create         = btrfs_create,
10915         .unlink         = btrfs_unlink,
10916         .link           = btrfs_link,
10917         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10918         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10919         .rename         = btrfs_rename2,
10920         .symlink        = btrfs_symlink,
10921         .setattr        = btrfs_setattr,
10922         .mknod          = btrfs_mknod,
10923         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10924         .permission     = btrfs_permission,
10925         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10926         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10927         .update_time    = btrfs_update_time,
10928         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10929         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10930         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10931 };
10932
10933 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10934         .llseek         = btrfs_dir_llseek,
10935         .read           = generic_read_dir,
10936         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10937         .open           = btrfs_opendir,
10938         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10939 #ifdef CONFIG_COMPAT
10940         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10941 #endif
10942         .release        = btrfs_release_file,
10943         .fsync          = btrfs_sync_file,
10944 };
10945
10946 /*
10947  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10948  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10949  * these extents won't change over the life of the file and they
10950  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10951  *
10952  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10953  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10954  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10955  *
10956  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10957  */
10958 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10959         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10960         .writepages     = btrfs_writepages,
10961         .readahead      = btrfs_readahead,
10962         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10963         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10964         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10965         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10966         .error_remove_folio = generic_error_remove_folio,
10967         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10968         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10969 };
10970
10971 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10972         .getattr        = btrfs_getattr,
10973         .setattr        = btrfs_setattr,
10974         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10975         .permission     = btrfs_permission,
10976         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10977         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10978         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10979         .update_time    = btrfs_update_time,
10980         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10981         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10982 };
10983 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10984         .getattr        = btrfs_getattr,
10985         .setattr        = btrfs_setattr,
10986         .permission     = btrfs_permission,
10987         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10988         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10989         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10990         .update_time    = btrfs_update_time,
10991 };
10992 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10993         .get_link       = page_get_link,
10994         .getattr        = btrfs_getattr,
10995         .setattr        = btrfs_setattr,
10996         .permission     = btrfs_permission,
10997         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10998         .update_time    = btrfs_update_time,
10999 };
11000
11001 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11002         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11003 };