Merge tag 'wireless-2023-11-29' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / extent_io.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/slab.h>
5 #include <linux/bio.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/pagemap.h>
8 #include <linux/page-flags.h>
9 #include <linux/sched/mm.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/blkdev.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/writeback.h>
14 #include <linux/pagevec.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/fsverity.h>
17 #include "misc.h"
18 #include "extent_io.h"
19 #include "extent-io-tree.h"
20 #include "extent_map.h"
21 #include "ctree.h"
22 #include "btrfs_inode.h"
23 #include "bio.h"
24 #include "locking.h"
25 #include "rcu-string.h"
26 #include "backref.h"
27 #include "disk-io.h"
28 #include "subpage.h"
29 #include "zoned.h"
30 #include "block-group.h"
31 #include "compression.h"
32 #include "fs.h"
33 #include "accessors.h"
34 #include "file-item.h"
35 #include "file.h"
36 #include "dev-replace.h"
37 #include "super.h"
38 #include "transaction.h"
39
40 static struct kmem_cache *extent_buffer_cache;
41
42 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
43 static inline void btrfs_leak_debug_add_eb(struct extent_buffer *eb)
44 {
45         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
46         unsigned long flags;
47
48         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
49         list_add(&eb->leak_list, &fs_info->allocated_ebs);
50         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
51 }
52
53 static inline void btrfs_leak_debug_del_eb(struct extent_buffer *eb)
54 {
55         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
56         unsigned long flags;
57
58         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
59         list_del(&eb->leak_list);
60         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
61 }
62
63 void btrfs_extent_buffer_leak_debug_check(struct btrfs_fs_info *fs_info)
64 {
65         struct extent_buffer *eb;
66         unsigned long flags;
67
68         /*
69          * If we didn't get into open_ctree our allocated_ebs will not be
70          * initialized, so just skip this.
71          */
72         if (!fs_info->allocated_ebs.next)
73                 return;
74
75         WARN_ON(!list_empty(&fs_info->allocated_ebs));
76         spin_lock_irqsave(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
77         while (!list_empty(&fs_info->allocated_ebs)) {
78                 eb = list_first_entry(&fs_info->allocated_ebs,
79                                       struct extent_buffer, leak_list);
80                 pr_err(
81         "BTRFS: buffer leak start %llu len %lu refs %d bflags %lu owner %llu\n",
82                        eb->start, eb->len, atomic_read(&eb->refs), eb->bflags,
83                        btrfs_header_owner(eb));
84                 list_del(&eb->leak_list);
85                 kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
86         }
87         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->eb_leak_lock, flags);
88 }
89 #else
90 #define btrfs_leak_debug_add_eb(eb)                     do {} while (0)
91 #define btrfs_leak_debug_del_eb(eb)                     do {} while (0)
92 #endif
93
94 /*
95  * Structure to record info about the bio being assembled, and other info like
96  * how many bytes are there before stripe/ordered extent boundary.
97  */
98 struct btrfs_bio_ctrl {
99         struct btrfs_bio *bbio;
100         enum btrfs_compression_type compress_type;
101         u32 len_to_oe_boundary;
102         blk_opf_t opf;
103         btrfs_bio_end_io_t end_io_func;
104         struct writeback_control *wbc;
105 };
106
107 static void submit_one_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
108 {
109         struct btrfs_bio *bbio = bio_ctrl->bbio;
110
111         if (!bbio)
112                 return;
113
114         /* Caller should ensure the bio has at least some range added */
115         ASSERT(bbio->bio.bi_iter.bi_size);
116
117         if (btrfs_op(&bbio->bio) == BTRFS_MAP_READ &&
118             bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
119                 btrfs_submit_compressed_read(bbio);
120         else
121                 btrfs_submit_bio(bbio, 0);
122
123         /* The bbio is owned by the end_io handler now */
124         bio_ctrl->bbio = NULL;
125 }
126
127 /*
128  * Submit or fail the current bio in the bio_ctrl structure.
129  */
130 static void submit_write_bio(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl, int ret)
131 {
132         struct btrfs_bio *bbio = bio_ctrl->bbio;
133
134         if (!bbio)
135                 return;
136
137         if (ret) {
138                 ASSERT(ret < 0);
139                 btrfs_bio_end_io(bbio, errno_to_blk_status(ret));
140                 /* The bio is owned by the end_io handler now */
141                 bio_ctrl->bbio = NULL;
142         } else {
143                 submit_one_bio(bio_ctrl);
144         }
145 }
146
147 int __init extent_buffer_init_cachep(void)
148 {
149         extent_buffer_cache = kmem_cache_create("btrfs_extent_buffer",
150                         sizeof(struct extent_buffer), 0,
151                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
152         if (!extent_buffer_cache)
153                 return -ENOMEM;
154
155         return 0;
156 }
157
158 void __cold extent_buffer_free_cachep(void)
159 {
160         /*
161          * Make sure all delayed rcu free are flushed before we
162          * destroy caches.
163          */
164         rcu_barrier();
165         kmem_cache_destroy(extent_buffer_cache);
166 }
167
168 void extent_range_clear_dirty_for_io(struct inode *inode, u64 start, u64 end)
169 {
170         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
171         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
172         struct page *page;
173
174         while (index <= end_index) {
175                 page = find_get_page(inode->i_mapping, index);
176                 BUG_ON(!page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
177                 clear_page_dirty_for_io(page);
178                 put_page(page);
179                 index++;
180         }
181 }
182
183 static void process_one_page(struct btrfs_fs_info *fs_info,
184                              struct page *page, struct page *locked_page,
185                              unsigned long page_ops, u64 start, u64 end)
186 {
187         u32 len;
188
189         ASSERT(end + 1 - start != 0 && end + 1 - start < U32_MAX);
190         len = end + 1 - start;
191
192         if (page_ops & PAGE_SET_ORDERED)
193                 btrfs_page_clamp_set_ordered(fs_info, page, start, len);
194         if (page_ops & PAGE_START_WRITEBACK) {
195                 btrfs_page_clamp_clear_dirty(fs_info, page, start, len);
196                 btrfs_page_clamp_set_writeback(fs_info, page, start, len);
197         }
198         if (page_ops & PAGE_END_WRITEBACK)
199                 btrfs_page_clamp_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
200
201         if (page != locked_page && (page_ops & PAGE_UNLOCK))
202                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start, len);
203 }
204
205 static void __process_pages_contig(struct address_space *mapping,
206                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
207                                    unsigned long page_ops)
208 {
209         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(mapping->host->i_sb);
210         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
211         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
212         pgoff_t index = start_index;
213         struct folio_batch fbatch;
214         int i;
215
216         folio_batch_init(&fbatch);
217         while (index <= end_index) {
218                 int found_folios;
219
220                 found_folios = filemap_get_folios_contig(mapping, &index,
221                                 end_index, &fbatch);
222                 for (i = 0; i < found_folios; i++) {
223                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
224
225                         process_one_page(fs_info, &folio->page, locked_page,
226                                          page_ops, start, end);
227                 }
228                 folio_batch_release(&fbatch);
229                 cond_resched();
230         }
231 }
232
233 static noinline void __unlock_for_delalloc(struct inode *inode,
234                                            struct page *locked_page,
235                                            u64 start, u64 end)
236 {
237         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
238         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
239
240         ASSERT(locked_page);
241         if (index == locked_page->index && end_index == index)
242                 return;
243
244         __process_pages_contig(inode->i_mapping, locked_page, start, end,
245                                PAGE_UNLOCK);
246 }
247
248 static noinline int lock_delalloc_pages(struct inode *inode,
249                                         struct page *locked_page,
250                                         u64 start,
251                                         u64 end)
252 {
253         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
254         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
255         pgoff_t start_index = start >> PAGE_SHIFT;
256         pgoff_t end_index = end >> PAGE_SHIFT;
257         pgoff_t index = start_index;
258         u64 processed_end = start;
259         struct folio_batch fbatch;
260
261         if (index == locked_page->index && index == end_index)
262                 return 0;
263
264         folio_batch_init(&fbatch);
265         while (index <= end_index) {
266                 unsigned int found_folios, i;
267
268                 found_folios = filemap_get_folios_contig(mapping, &index,
269                                 end_index, &fbatch);
270                 if (found_folios == 0)
271                         goto out;
272
273                 for (i = 0; i < found_folios; i++) {
274                         struct page *page = &fbatch.folios[i]->page;
275                         u32 len = end + 1 - start;
276
277                         if (page == locked_page)
278                                 continue;
279
280                         if (btrfs_page_start_writer_lock(fs_info, page, start,
281                                                          len))
282                                 goto out;
283
284                         if (!PageDirty(page) || page->mapping != mapping) {
285                                 btrfs_page_end_writer_lock(fs_info, page, start,
286                                                            len);
287                                 goto out;
288                         }
289
290                         processed_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
291                 }
292                 folio_batch_release(&fbatch);
293                 cond_resched();
294         }
295
296         return 0;
297 out:
298         folio_batch_release(&fbatch);
299         if (processed_end > start)
300                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page, start, processed_end);
301         return -EAGAIN;
302 }
303
304 /*
305  * Find and lock a contiguous range of bytes in the file marked as delalloc, no
306  * more than @max_bytes.
307  *
308  * @start:      The original start bytenr to search.
309  *              Will store the extent range start bytenr.
310  * @end:        The original end bytenr of the search range
311  *              Will store the extent range end bytenr.
312  *
313  * Return true if we find a delalloc range which starts inside the original
314  * range, and @start/@end will store the delalloc range start/end.
315  *
316  * Return false if we can't find any delalloc range which starts inside the
317  * original range, and @start/@end will be the non-delalloc range start/end.
318  */
319 EXPORT_FOR_TESTS
320 noinline_for_stack bool find_lock_delalloc_range(struct inode *inode,
321                                     struct page *locked_page, u64 *start,
322                                     u64 *end)
323 {
324         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
325         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
326         const u64 orig_start = *start;
327         const u64 orig_end = *end;
328         /* The sanity tests may not set a valid fs_info. */
329         u64 max_bytes = fs_info ? fs_info->max_extent_size : BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE;
330         u64 delalloc_start;
331         u64 delalloc_end;
332         bool found;
333         struct extent_state *cached_state = NULL;
334         int ret;
335         int loops = 0;
336
337         /* Caller should pass a valid @end to indicate the search range end */
338         ASSERT(orig_end > orig_start);
339
340         /* The range should at least cover part of the page */
341         ASSERT(!(orig_start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE ||
342                  orig_end <= page_offset(locked_page)));
343 again:
344         /* step one, find a bunch of delalloc bytes starting at start */
345         delalloc_start = *start;
346         delalloc_end = 0;
347         found = btrfs_find_delalloc_range(tree, &delalloc_start, &delalloc_end,
348                                           max_bytes, &cached_state);
349         if (!found || delalloc_end <= *start || delalloc_start > orig_end) {
350                 *start = delalloc_start;
351
352                 /* @delalloc_end can be -1, never go beyond @orig_end */
353                 *end = min(delalloc_end, orig_end);
354                 free_extent_state(cached_state);
355                 return false;
356         }
357
358         /*
359          * start comes from the offset of locked_page.  We have to lock
360          * pages in order, so we can't process delalloc bytes before
361          * locked_page
362          */
363         if (delalloc_start < *start)
364                 delalloc_start = *start;
365
366         /*
367          * make sure to limit the number of pages we try to lock down
368          */
369         if (delalloc_end + 1 - delalloc_start > max_bytes)
370                 delalloc_end = delalloc_start + max_bytes - 1;
371
372         /* step two, lock all the pages after the page that has start */
373         ret = lock_delalloc_pages(inode, locked_page,
374                                   delalloc_start, delalloc_end);
375         ASSERT(!ret || ret == -EAGAIN);
376         if (ret == -EAGAIN) {
377                 /* some of the pages are gone, lets avoid looping by
378                  * shortening the size of the delalloc range we're searching
379                  */
380                 free_extent_state(cached_state);
381                 cached_state = NULL;
382                 if (!loops) {
383                         max_bytes = PAGE_SIZE;
384                         loops = 1;
385                         goto again;
386                 } else {
387                         found = false;
388                         goto out_failed;
389                 }
390         }
391
392         /* step three, lock the state bits for the whole range */
393         lock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end, &cached_state);
394
395         /* then test to make sure it is all still delalloc */
396         ret = test_range_bit(tree, delalloc_start, delalloc_end,
397                              EXTENT_DELALLOC, cached_state);
398         if (!ret) {
399                 unlock_extent(tree, delalloc_start, delalloc_end,
400                               &cached_state);
401                 __unlock_for_delalloc(inode, locked_page,
402                               delalloc_start, delalloc_end);
403                 cond_resched();
404                 goto again;
405         }
406         free_extent_state(cached_state);
407         *start = delalloc_start;
408         *end = delalloc_end;
409 out_failed:
410         return found;
411 }
412
413 void extent_clear_unlock_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
414                                   struct page *locked_page,
415                                   u32 clear_bits, unsigned long page_ops)
416 {
417         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits, NULL);
418
419         __process_pages_contig(inode->vfs_inode.i_mapping, locked_page,
420                                start, end, page_ops);
421 }
422
423 static bool btrfs_verify_page(struct page *page, u64 start)
424 {
425         if (!fsverity_active(page->mapping->host) ||
426             PageUptodate(page) ||
427             start >= i_size_read(page->mapping->host))
428                 return true;
429         return fsverity_verify_page(page);
430 }
431
432 static void end_page_read(struct page *page, bool uptodate, u64 start, u32 len)
433 {
434         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
435
436         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
437                start + len <= page_offset(page) + PAGE_SIZE);
438
439         if (uptodate && btrfs_verify_page(page, start))
440                 btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
441         else
442                 btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
443
444         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
445                 unlock_page(page);
446         else
447                 btrfs_subpage_end_reader(fs_info, page, start, len);
448 }
449
450 /*
451  * after a writepage IO is done, we need to:
452  * clear the uptodate bits on error
453  * clear the writeback bits in the extent tree for this IO
454  * end_page_writeback if the page has no more pending IO
455  *
456  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
457  * to have one and only one object corresponding to this IO.
458  */
459 static void end_bio_extent_writepage(struct btrfs_bio *bbio)
460 {
461         struct bio *bio = &bbio->bio;
462         int error = blk_status_to_errno(bio->bi_status);
463         struct bio_vec *bvec;
464         struct bvec_iter_all iter_all;
465
466         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
467         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
468                 struct page *page = bvec->bv_page;
469                 struct inode *inode = page->mapping->host;
470                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
471                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
472                 u64 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
473                 u32 len = bvec->bv_len;
474
475                 /* Our read/write should always be sector aligned. */
476                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
477                         btrfs_err(fs_info,
478                 "partial page write in btrfs with offset %u and length %u",
479                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
480                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_len, sectorsize))
481                         btrfs_info(fs_info,
482                 "incomplete page write with offset %u and length %u",
483                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
484
485                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, page, start, len, !error);
486                 if (error)
487                         mapping_set_error(page->mapping, error);
488                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
489         }
490
491         bio_put(bio);
492 }
493
494 /*
495  * Record previously processed extent range
496  *
497  * For endio_readpage_release_extent() to handle a full extent range, reducing
498  * the extent io operations.
499  */
500 struct processed_extent {
501         struct btrfs_inode *inode;
502         /* Start of the range in @inode */
503         u64 start;
504         /* End of the range in @inode */
505         u64 end;
506         bool uptodate;
507 };
508
509 /*
510  * Try to release processed extent range
511  *
512  * May not release the extent range right now if the current range is
513  * contiguous to processed extent.
514  *
515  * Will release processed extent when any of @inode, @uptodate, the range is
516  * no longer contiguous to the processed range.
517  *
518  * Passing @inode == NULL will force processed extent to be released.
519  */
520 static void endio_readpage_release_extent(struct processed_extent *processed,
521                               struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
522                               bool uptodate)
523 {
524         struct extent_state *cached = NULL;
525         struct extent_io_tree *tree;
526
527         /* The first extent, initialize @processed */
528         if (!processed->inode)
529                 goto update;
530
531         /*
532          * Contiguous to processed extent, just uptodate the end.
533          *
534          * Several things to notice:
535          *
536          * - bio can be merged as long as on-disk bytenr is contiguous
537          *   This means we can have page belonging to other inodes, thus need to
538          *   check if the inode still matches.
539          * - bvec can contain range beyond current page for multi-page bvec
540          *   Thus we need to do processed->end + 1 >= start check
541          */
542         if (processed->inode == inode && processed->uptodate == uptodate &&
543             processed->end + 1 >= start && end >= processed->end) {
544                 processed->end = end;
545                 return;
546         }
547
548         tree = &processed->inode->io_tree;
549         /*
550          * Now we don't have range contiguous to the processed range, release
551          * the processed range now.
552          */
553         unlock_extent(tree, processed->start, processed->end, &cached);
554
555 update:
556         /* Update processed to current range */
557         processed->inode = inode;
558         processed->start = start;
559         processed->end = end;
560         processed->uptodate = uptodate;
561 }
562
563 static void begin_page_read(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
564 {
565         ASSERT(PageLocked(page));
566         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
567                 return;
568
569         ASSERT(PagePrivate(page));
570         btrfs_subpage_start_reader(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
571 }
572
573 /*
574  * after a readpage IO is done, we need to:
575  * clear the uptodate bits on error
576  * set the uptodate bits if things worked
577  * set the page up to date if all extents in the tree are uptodate
578  * clear the lock bit in the extent tree
579  * unlock the page if there are no other extents locked for it
580  *
581  * Scheduling is not allowed, so the extent state tree is expected
582  * to have one and only one object corresponding to this IO.
583  */
584 static void end_bio_extent_readpage(struct btrfs_bio *bbio)
585 {
586         struct bio *bio = &bbio->bio;
587         struct bio_vec *bvec;
588         struct processed_extent processed = { 0 };
589         /*
590          * The offset to the beginning of a bio, since one bio can never be
591          * larger than UINT_MAX, u32 here is enough.
592          */
593         u32 bio_offset = 0;
594         struct bvec_iter_all iter_all;
595
596         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
597         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
598                 bool uptodate = !bio->bi_status;
599                 struct page *page = bvec->bv_page;
600                 struct inode *inode = page->mapping->host;
601                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
602                 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
603                 u64 start;
604                 u64 end;
605                 u32 len;
606
607                 btrfs_debug(fs_info,
608                         "end_bio_extent_readpage: bi_sector=%llu, err=%d, mirror=%u",
609                         bio->bi_iter.bi_sector, bio->bi_status,
610                         bbio->mirror_num);
611
612                 /*
613                  * We always issue full-sector reads, but if some block in a
614                  * page fails to read, blk_update_request() will advance
615                  * bv_offset and adjust bv_len to compensate.  Print a warning
616                  * for unaligned offsets, and an error if they don't add up to
617                  * a full sector.
618                  */
619                 if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset, sectorsize))
620                         btrfs_err(fs_info,
621                 "partial page read in btrfs with offset %u and length %u",
622                                   bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
623                 else if (!IS_ALIGNED(bvec->bv_offset + bvec->bv_len,
624                                      sectorsize))
625                         btrfs_info(fs_info,
626                 "incomplete page read with offset %u and length %u",
627                                    bvec->bv_offset, bvec->bv_len);
628
629                 start = page_offset(page) + bvec->bv_offset;
630                 end = start + bvec->bv_len - 1;
631                 len = bvec->bv_len;
632
633                 if (likely(uptodate)) {
634                         loff_t i_size = i_size_read(inode);
635                         pgoff_t end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
636
637                         /*
638                          * Zero out the remaining part if this range straddles
639                          * i_size.
640                          *
641                          * Here we should only zero the range inside the bvec,
642                          * not touch anything else.
643                          *
644                          * NOTE: i_size is exclusive while end is inclusive.
645                          */
646                         if (page->index == end_index && i_size <= end) {
647                                 u32 zero_start = max(offset_in_page(i_size),
648                                                      offset_in_page(start));
649
650                                 zero_user_segment(page, zero_start,
651                                                   offset_in_page(end) + 1);
652                         }
653                 }
654
655                 /* Update page status and unlock. */
656                 end_page_read(page, uptodate, start, len);
657                 endio_readpage_release_extent(&processed, BTRFS_I(inode),
658                                               start, end, uptodate);
659
660                 ASSERT(bio_offset + len > bio_offset);
661                 bio_offset += len;
662
663         }
664         /* Release the last extent */
665         endio_readpage_release_extent(&processed, NULL, 0, 0, false);
666         bio_put(bio);
667 }
668
669 /*
670  * Populate every free slot in a provided array with pages.
671  *
672  * @nr_pages:   number of pages to allocate
673  * @page_array: the array to fill with pages; any existing non-null entries in
674  *              the array will be skipped
675  *
676  * Return: 0        if all pages were able to be allocated;
677  *         -ENOMEM  otherwise, and the caller is responsible for freeing all
678  *                  non-null page pointers in the array.
679  */
680 int btrfs_alloc_page_array(unsigned int nr_pages, struct page **page_array)
681 {
682         unsigned int allocated;
683
684         for (allocated = 0; allocated < nr_pages;) {
685                 unsigned int last = allocated;
686
687                 allocated = alloc_pages_bulk_array(GFP_NOFS, nr_pages, page_array);
688
689                 if (allocated == nr_pages)
690                         return 0;
691
692                 /*
693                  * During this iteration, no page could be allocated, even
694                  * though alloc_pages_bulk_array() falls back to alloc_page()
695                  * if  it could not bulk-allocate. So we must be out of memory.
696                  */
697                 if (allocated == last)
698                         return -ENOMEM;
699
700                 memalloc_retry_wait(GFP_NOFS);
701         }
702         return 0;
703 }
704
705 static bool btrfs_bio_is_contig(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
706                                 struct page *page, u64 disk_bytenr,
707                                 unsigned int pg_offset)
708 {
709         struct bio *bio = &bio_ctrl->bbio->bio;
710         struct bio_vec *bvec = bio_last_bvec_all(bio);
711         const sector_t sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
712
713         if (bio_ctrl->compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
714                 /*
715                  * For compression, all IO should have its logical bytenr set
716                  * to the starting bytenr of the compressed extent.
717                  */
718                 return bio->bi_iter.bi_sector == sector;
719         }
720
721         /*
722          * The contig check requires the following conditions to be met:
723          *
724          * 1) The pages are belonging to the same inode
725          *    This is implied by the call chain.
726          *
727          * 2) The range has adjacent logical bytenr
728          *
729          * 3) The range has adjacent file offset
730          *    This is required for the usage of btrfs_bio->file_offset.
731          */
732         return bio_end_sector(bio) == sector &&
733                 page_offset(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset + bvec->bv_len ==
734                 page_offset(page) + pg_offset;
735 }
736
737 static void alloc_new_bio(struct btrfs_inode *inode,
738                           struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
739                           u64 disk_bytenr, u64 file_offset)
740 {
741         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
742         struct btrfs_bio *bbio;
743
744         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, bio_ctrl->opf, fs_info,
745                                bio_ctrl->end_io_func, NULL);
746         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
747         bbio->inode = inode;
748         bbio->file_offset = file_offset;
749         bio_ctrl->bbio = bbio;
750         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = U32_MAX;
751
752         /* Limit data write bios to the ordered boundary. */
753         if (bio_ctrl->wbc) {
754                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
755
756                 ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
757                 if (ordered) {
758                         bio_ctrl->len_to_oe_boundary = min_t(u32, U32_MAX,
759                                         ordered->file_offset +
760                                         ordered->disk_num_bytes - file_offset);
761                         bbio->ordered = ordered;
762                 }
763
764                 /*
765                  * Pick the last added device to support cgroup writeback.  For
766                  * multi-device file systems this means blk-cgroup policies have
767                  * to always be set on the last added/replaced device.
768                  * This is a bit odd but has been like that for a long time.
769                  */
770                 bio_set_dev(&bbio->bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
771                 wbc_init_bio(bio_ctrl->wbc, &bbio->bio);
772         }
773 }
774
775 /*
776  * @disk_bytenr: logical bytenr where the write will be
777  * @page:       page to add to the bio
778  * @size:       portion of page that we want to write to
779  * @pg_offset:  offset of the new bio or to check whether we are adding
780  *              a contiguous page to the previous one
781  *
782  * The will either add the page into the existing @bio_ctrl->bbio, or allocate a
783  * new one in @bio_ctrl->bbio.
784  * The mirror number for this IO should already be initizlied in
785  * @bio_ctrl->mirror_num.
786  */
787 static void submit_extent_page(struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
788                                u64 disk_bytenr, struct page *page,
789                                size_t size, unsigned long pg_offset)
790 {
791         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
792
793         ASSERT(pg_offset + size <= PAGE_SIZE);
794         ASSERT(bio_ctrl->end_io_func);
795
796         if (bio_ctrl->bbio &&
797             !btrfs_bio_is_contig(bio_ctrl, page, disk_bytenr, pg_offset))
798                 submit_one_bio(bio_ctrl);
799
800         do {
801                 u32 len = size;
802
803                 /* Allocate new bio if needed */
804                 if (!bio_ctrl->bbio) {
805                         alloc_new_bio(inode, bio_ctrl, disk_bytenr,
806                                       page_offset(page) + pg_offset);
807                 }
808
809                 /* Cap to the current ordered extent boundary if there is one. */
810                 if (len > bio_ctrl->len_to_oe_boundary) {
811                         ASSERT(bio_ctrl->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE);
812                         ASSERT(is_data_inode(&inode->vfs_inode));
813                         len = bio_ctrl->len_to_oe_boundary;
814                 }
815
816                 if (bio_add_page(&bio_ctrl->bbio->bio, page, len, pg_offset) != len) {
817                         /* bio full: move on to a new one */
818                         submit_one_bio(bio_ctrl);
819                         continue;
820                 }
821
822                 if (bio_ctrl->wbc)
823                         wbc_account_cgroup_owner(bio_ctrl->wbc, page, len);
824
825                 size -= len;
826                 pg_offset += len;
827                 disk_bytenr += len;
828
829                 /*
830                  * len_to_oe_boundary defaults to U32_MAX, which isn't page or
831                  * sector aligned.  alloc_new_bio() then sets it to the end of
832                  * our ordered extent for writes into zoned devices.
833                  *
834                  * When len_to_oe_boundary is tracking an ordered extent, we
835                  * trust the ordered extent code to align things properly, and
836                  * the check above to cap our write to the ordered extent
837                  * boundary is correct.
838                  *
839                  * When len_to_oe_boundary is U32_MAX, the cap above would
840                  * result in a 4095 byte IO for the last page right before
841                  * we hit the bio limit of UINT_MAX.  bio_add_page() has all
842                  * the checks required to make sure we don't overflow the bio,
843                  * and we should just ignore len_to_oe_boundary completely
844                  * unless we're using it to track an ordered extent.
845                  *
846                  * It's pretty hard to make a bio sized U32_MAX, but it can
847                  * happen when the page cache is able to feed us contiguous
848                  * pages for large extents.
849                  */
850                 if (bio_ctrl->len_to_oe_boundary != U32_MAX)
851                         bio_ctrl->len_to_oe_boundary -= len;
852
853                 /* Ordered extent boundary: move on to a new bio. */
854                 if (bio_ctrl->len_to_oe_boundary == 0)
855                         submit_one_bio(bio_ctrl);
856         } while (size);
857 }
858
859 static int attach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb,
860                                      struct page *page,
861                                      struct btrfs_subpage *prealloc)
862 {
863         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
864         int ret = 0;
865
866         /*
867          * If the page is mapped to btree inode, we should hold the private
868          * lock to prevent race.
869          * For cloned or dummy extent buffers, their pages are not mapped and
870          * will not race with any other ebs.
871          */
872         if (page->mapping)
873                 lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
874
875         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
876                 if (!PagePrivate(page))
877                         attach_page_private(page, eb);
878                 else
879                         WARN_ON(page->private != (unsigned long)eb);
880                 return 0;
881         }
882
883         /* Already mapped, just free prealloc */
884         if (PagePrivate(page)) {
885                 btrfs_free_subpage(prealloc);
886                 return 0;
887         }
888
889         if (prealloc)
890                 /* Has preallocated memory for subpage */
891                 attach_page_private(page, prealloc);
892         else
893                 /* Do new allocation to attach subpage */
894                 ret = btrfs_attach_subpage(fs_info, page,
895                                            BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
896         return ret;
897 }
898
899 int set_page_extent_mapped(struct page *page)
900 {
901         struct btrfs_fs_info *fs_info;
902
903         ASSERT(page->mapping);
904
905         if (PagePrivate(page))
906                 return 0;
907
908         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
909
910         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
911                 return btrfs_attach_subpage(fs_info, page, BTRFS_SUBPAGE_DATA);
912
913         attach_page_private(page, (void *)EXTENT_PAGE_PRIVATE);
914         return 0;
915 }
916
917 void clear_page_extent_mapped(struct page *page)
918 {
919         struct btrfs_fs_info *fs_info;
920
921         ASSERT(page->mapping);
922
923         if (!PagePrivate(page))
924                 return;
925
926         fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
927         if (btrfs_is_subpage(fs_info, page))
928                 return btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
929
930         detach_page_private(page);
931 }
932
933 static struct extent_map *
934 __get_extent_map(struct inode *inode, struct page *page, size_t pg_offset,
935                  u64 start, u64 len, struct extent_map **em_cached)
936 {
937         struct extent_map *em;
938
939         if (em_cached && *em_cached) {
940                 em = *em_cached;
941                 if (extent_map_in_tree(em) && start >= em->start &&
942                     start < extent_map_end(em)) {
943                         refcount_inc(&em->refs);
944                         return em;
945                 }
946
947                 free_extent_map(em);
948                 *em_cached = NULL;
949         }
950
951         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), page, pg_offset, start, len);
952         if (em_cached && !IS_ERR(em)) {
953                 BUG_ON(*em_cached);
954                 refcount_inc(&em->refs);
955                 *em_cached = em;
956         }
957         return em;
958 }
959 /*
960  * basic readpage implementation.  Locked extent state structs are inserted
961  * into the tree that are removed when the IO is done (by the end_io
962  * handlers)
963  * XXX JDM: This needs looking at to ensure proper page locking
964  * return 0 on success, otherwise return error
965  */
966 static int btrfs_do_readpage(struct page *page, struct extent_map **em_cached,
967                       struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl, u64 *prev_em_start)
968 {
969         struct inode *inode = page->mapping->host;
970         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
971         u64 start = page_offset(page);
972         const u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
973         u64 cur = start;
974         u64 extent_offset;
975         u64 last_byte = i_size_read(inode);
976         u64 block_start;
977         struct extent_map *em;
978         int ret = 0;
979         size_t pg_offset = 0;
980         size_t iosize;
981         size_t blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
982         struct extent_io_tree *tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
983
984         ret = set_page_extent_mapped(page);
985         if (ret < 0) {
986                 unlock_extent(tree, start, end, NULL);
987                 unlock_page(page);
988                 return ret;
989         }
990
991         if (page->index == last_byte >> PAGE_SHIFT) {
992                 size_t zero_offset = offset_in_page(last_byte);
993
994                 if (zero_offset) {
995                         iosize = PAGE_SIZE - zero_offset;
996                         memzero_page(page, zero_offset, iosize);
997                 }
998         }
999         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_readpage;
1000         begin_page_read(fs_info, page);
1001         while (cur <= end) {
1002                 enum btrfs_compression_type compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
1003                 bool force_bio_submit = false;
1004                 u64 disk_bytenr;
1005
1006                 ASSERT(IS_ALIGNED(cur, fs_info->sectorsize));
1007                 if (cur >= last_byte) {
1008                         iosize = PAGE_SIZE - pg_offset;
1009                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1010                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1011                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1012                         break;
1013                 }
1014                 em = __get_extent_map(inode, page, pg_offset, cur,
1015                                       end - cur + 1, em_cached);
1016                 if (IS_ERR(em)) {
1017                         unlock_extent(tree, cur, end, NULL);
1018                         end_page_read(page, false, cur, end + 1 - cur);
1019                         return PTR_ERR(em);
1020                 }
1021                 extent_offset = cur - em->start;
1022                 BUG_ON(extent_map_end(em) <= cur);
1023                 BUG_ON(end < cur);
1024
1025                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags))
1026                         compress_type = em->compress_type;
1027
1028                 iosize = min(extent_map_end(em) - cur, end - cur + 1);
1029                 iosize = ALIGN(iosize, blocksize);
1030                 if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE)
1031                         disk_bytenr = em->block_start;
1032                 else
1033                         disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
1034                 block_start = em->block_start;
1035                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
1036                         block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
1037
1038                 /*
1039                  * If we have a file range that points to a compressed extent
1040                  * and it's followed by a consecutive file range that points
1041                  * to the same compressed extent (possibly with a different
1042                  * offset and/or length, so it either points to the whole extent
1043                  * or only part of it), we must make sure we do not submit a
1044                  * single bio to populate the pages for the 2 ranges because
1045                  * this makes the compressed extent read zero out the pages
1046                  * belonging to the 2nd range. Imagine the following scenario:
1047                  *
1048                  *  File layout
1049                  *  [0 - 8K]                     [8K - 24K]
1050                  *    |                               |
1051                  *    |                               |
1052                  * points to extent X,         points to extent X,
1053                  * offset 4K, length of 8K     offset 0, length 16K
1054                  *
1055                  * [extent X, compressed length = 4K uncompressed length = 16K]
1056                  *
1057                  * If the bio to read the compressed extent covers both ranges,
1058                  * it will decompress extent X into the pages belonging to the
1059                  * first range and then it will stop, zeroing out the remaining
1060                  * pages that belong to the other range that points to extent X.
1061                  * So here we make sure we submit 2 bios, one for the first
1062                  * range and another one for the third range. Both will target
1063                  * the same physical extent from disk, but we can't currently
1064                  * make the compressed bio endio callback populate the pages
1065                  * for both ranges because each compressed bio is tightly
1066                  * coupled with a single extent map, and each range can have
1067                  * an extent map with a different offset value relative to the
1068                  * uncompressed data of our extent and different lengths. This
1069                  * is a corner case so we prioritize correctness over
1070                  * non-optimal behavior (submitting 2 bios for the same extent).
1071                  */
1072                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) &&
1073                     prev_em_start && *prev_em_start != (u64)-1 &&
1074                     *prev_em_start != em->start)
1075                         force_bio_submit = true;
1076
1077                 if (prev_em_start)
1078                         *prev_em_start = em->start;
1079
1080                 free_extent_map(em);
1081                 em = NULL;
1082
1083                 /* we've found a hole, just zero and go on */
1084                 if (block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
1085                         memzero_page(page, pg_offset, iosize);
1086
1087                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1088                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1089                         cur = cur + iosize;
1090                         pg_offset += iosize;
1091                         continue;
1092                 }
1093                 /* the get_extent function already copied into the page */
1094                 if (block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
1095                         unlock_extent(tree, cur, cur + iosize - 1, NULL);
1096                         end_page_read(page, true, cur, iosize);
1097                         cur = cur + iosize;
1098                         pg_offset += iosize;
1099                         continue;
1100                 }
1101
1102                 if (bio_ctrl->compress_type != compress_type) {
1103                         submit_one_bio(bio_ctrl);
1104                         bio_ctrl->compress_type = compress_type;
1105                 }
1106
1107                 if (force_bio_submit)
1108                         submit_one_bio(bio_ctrl);
1109                 submit_extent_page(bio_ctrl, disk_bytenr, page, iosize,
1110                                    pg_offset);
1111                 cur = cur + iosize;
1112                 pg_offset += iosize;
1113         }
1114
1115         return 0;
1116 }
1117
1118 int btrfs_read_folio(struct file *file, struct folio *folio)
1119 {
1120         struct page *page = &folio->page;
1121         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
1122         u64 start = page_offset(page);
1123         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
1124         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { .opf = REQ_OP_READ };
1125         int ret;
1126
1127         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1128
1129         ret = btrfs_do_readpage(page, NULL, &bio_ctrl, NULL);
1130         /*
1131          * If btrfs_do_readpage() failed we will want to submit the assembled
1132          * bio to do the cleanup.
1133          */
1134         submit_one_bio(&bio_ctrl);
1135         return ret;
1136 }
1137
1138 static inline void contiguous_readpages(struct page *pages[], int nr_pages,
1139                                         u64 start, u64 end,
1140                                         struct extent_map **em_cached,
1141                                         struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1142                                         u64 *prev_em_start)
1143 {
1144         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(pages[0]->mapping->host);
1145         int index;
1146
1147         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, start, end, NULL);
1148
1149         for (index = 0; index < nr_pages; index++) {
1150                 btrfs_do_readpage(pages[index], em_cached, bio_ctrl,
1151                                   prev_em_start);
1152                 put_page(pages[index]);
1153         }
1154 }
1155
1156 /*
1157  * helper for __extent_writepage, doing all of the delayed allocation setup.
1158  *
1159  * This returns 1 if btrfs_run_delalloc_range function did all the work required
1160  * to write the page (copy into inline extent).  In this case the IO has
1161  * been started and the page is already unlocked.
1162  *
1163  * This returns 0 if all went well (page still locked)
1164  * This returns < 0 if there were errors (page still locked)
1165  */
1166 static noinline_for_stack int writepage_delalloc(struct btrfs_inode *inode,
1167                 struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1168 {
1169         const u64 page_start = page_offset(page);
1170         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
1171         u64 delalloc_start = page_start;
1172         u64 delalloc_end = page_end;
1173         u64 delalloc_to_write = 0;
1174         int ret = 0;
1175
1176         while (delalloc_start < page_end) {
1177                 delalloc_end = page_end;
1178                 if (!find_lock_delalloc_range(&inode->vfs_inode, page,
1179                                               &delalloc_start, &delalloc_end)) {
1180                         delalloc_start = delalloc_end + 1;
1181                         continue;
1182                 }
1183
1184                 ret = btrfs_run_delalloc_range(inode, page, delalloc_start,
1185                                                delalloc_end, wbc);
1186                 if (ret < 0)
1187                         return ret;
1188
1189                 delalloc_start = delalloc_end + 1;
1190         }
1191
1192         /*
1193          * delalloc_end is already one less than the total length, so
1194          * we don't subtract one from PAGE_SIZE
1195          */
1196         delalloc_to_write +=
1197                 DIV_ROUND_UP(delalloc_end + 1 - page_start, PAGE_SIZE);
1198
1199         /*
1200          * If btrfs_run_dealloc_range() already started I/O and unlocked
1201          * the pages, we just need to account for them here.
1202          */
1203         if (ret == 1) {
1204                 wbc->nr_to_write -= delalloc_to_write;
1205                 return 1;
1206         }
1207
1208         if (wbc->nr_to_write < delalloc_to_write) {
1209                 int thresh = 8192;
1210
1211                 if (delalloc_to_write < thresh * 2)
1212                         thresh = delalloc_to_write;
1213                 wbc->nr_to_write = min_t(u64, delalloc_to_write,
1214                                          thresh);
1215         }
1216
1217         return 0;
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Find the first byte we need to write.
1222  *
1223  * For subpage, one page can contain several sectors, and
1224  * __extent_writepage_io() will just grab all extent maps in the page
1225  * range and try to submit all non-inline/non-compressed extents.
1226  *
1227  * This is a big problem for subpage, we shouldn't re-submit already written
1228  * data at all.
1229  * This function will lookup subpage dirty bit to find which range we really
1230  * need to submit.
1231  *
1232  * Return the next dirty range in [@start, @end).
1233  * If no dirty range is found, @start will be page_offset(page) + PAGE_SIZE.
1234  */
1235 static void find_next_dirty_byte(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1236                                  struct page *page, u64 *start, u64 *end)
1237 {
1238         struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
1239         struct btrfs_subpage_info *spi = fs_info->subpage_info;
1240         u64 orig_start = *start;
1241         /* Declare as unsigned long so we can use bitmap ops */
1242         unsigned long flags;
1243         int range_start_bit;
1244         int range_end_bit;
1245
1246         /*
1247          * For regular sector size == page size case, since one page only
1248          * contains one sector, we return the page offset directly.
1249          */
1250         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page)) {
1251                 *start = page_offset(page);
1252                 *end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
1253                 return;
1254         }
1255
1256         range_start_bit = spi->dirty_offset +
1257                           (offset_in_page(orig_start) >> fs_info->sectorsize_bits);
1258
1259         /* We should have the page locked, but just in case */
1260         spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
1261         bitmap_next_set_region(subpage->bitmaps, &range_start_bit, &range_end_bit,
1262                                spi->dirty_offset + spi->bitmap_nr_bits);
1263         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1264
1265         range_start_bit -= spi->dirty_offset;
1266         range_end_bit -= spi->dirty_offset;
1267
1268         *start = page_offset(page) + range_start_bit * fs_info->sectorsize;
1269         *end = page_offset(page) + range_end_bit * fs_info->sectorsize;
1270 }
1271
1272 /*
1273  * helper for __extent_writepage.  This calls the writepage start hooks,
1274  * and does the loop to map the page into extents and bios.
1275  *
1276  * We return 1 if the IO is started and the page is unlocked,
1277  * 0 if all went well (page still locked)
1278  * < 0 if there were errors (page still locked)
1279  */
1280 static noinline_for_stack int __extent_writepage_io(struct btrfs_inode *inode,
1281                                  struct page *page,
1282                                  struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl,
1283                                  loff_t i_size,
1284                                  int *nr_ret)
1285 {
1286         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1287         u64 cur = page_offset(page);
1288         u64 end = cur + PAGE_SIZE - 1;
1289         u64 extent_offset;
1290         u64 block_start;
1291         struct extent_map *em;
1292         int ret = 0;
1293         int nr = 0;
1294
1295         ret = btrfs_writepage_cow_fixup(page);
1296         if (ret) {
1297                 /* Fixup worker will requeue */
1298                 redirty_page_for_writepage(bio_ctrl->wbc, page);
1299                 unlock_page(page);
1300                 return 1;
1301         }
1302
1303         bio_ctrl->end_io_func = end_bio_extent_writepage;
1304         while (cur <= end) {
1305                 u32 len = end - cur + 1;
1306                 u64 disk_bytenr;
1307                 u64 em_end;
1308                 u64 dirty_range_start = cur;
1309                 u64 dirty_range_end;
1310                 u32 iosize;
1311
1312                 if (cur >= i_size) {
1313                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, cur, len,
1314                                                        true);
1315                         /*
1316                          * This range is beyond i_size, thus we don't need to
1317                          * bother writing back.
1318                          * But we still need to clear the dirty subpage bit, or
1319                          * the next time the page gets dirtied, we will try to
1320                          * writeback the sectors with subpage dirty bits,
1321                          * causing writeback without ordered extent.
1322                          */
1323                         btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, len);
1324                         break;
1325                 }
1326
1327                 find_next_dirty_byte(fs_info, page, &dirty_range_start,
1328                                      &dirty_range_end);
1329                 if (cur < dirty_range_start) {
1330                         cur = dirty_range_start;
1331                         continue;
1332                 }
1333
1334                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur, len);
1335                 if (IS_ERR(em)) {
1336                         ret = PTR_ERR_OR_ZERO(em);
1337                         goto out_error;
1338                 }
1339
1340                 extent_offset = cur - em->start;
1341                 em_end = extent_map_end(em);
1342                 ASSERT(cur <= em_end);
1343                 ASSERT(cur < end);
1344                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->start, fs_info->sectorsize));
1345                 ASSERT(IS_ALIGNED(em->len, fs_info->sectorsize));
1346
1347                 block_start = em->block_start;
1348                 disk_bytenr = em->block_start + extent_offset;
1349
1350                 ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
1351                 ASSERT(block_start != EXTENT_MAP_HOLE);
1352                 ASSERT(block_start != EXTENT_MAP_INLINE);
1353
1354                 /*
1355                  * Note that em_end from extent_map_end() and dirty_range_end from
1356                  * find_next_dirty_byte() are all exclusive
1357                  */
1358                 iosize = min(min(em_end, end + 1), dirty_range_end) - cur;
1359                 free_extent_map(em);
1360                 em = NULL;
1361
1362                 btrfs_set_range_writeback(inode, cur, cur + iosize - 1);
1363                 if (!PageWriteback(page)) {
1364                         btrfs_err(inode->root->fs_info,
1365                                    "page %lu not writeback, cur %llu end %llu",
1366                                page->index, cur, end);
1367                 }
1368
1369                 /*
1370                  * Although the PageDirty bit is cleared before entering this
1371                  * function, subpage dirty bit is not cleared.
1372                  * So clear subpage dirty bit here so next time we won't submit
1373                  * page for range already written to disk.
1374                  */
1375                 btrfs_page_clear_dirty(fs_info, page, cur, iosize);
1376
1377                 submit_extent_page(bio_ctrl, disk_bytenr, page, iosize,
1378                                    cur - page_offset(page));
1379                 cur += iosize;
1380                 nr++;
1381         }
1382
1383         btrfs_page_assert_not_dirty(fs_info, page);
1384         *nr_ret = nr;
1385         return 0;
1386
1387 out_error:
1388         /*
1389          * If we finish without problem, we should not only clear page dirty,
1390          * but also empty subpage dirty bits
1391          */
1392         *nr_ret = nr;
1393         return ret;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * the writepage semantics are similar to regular writepage.  extent
1398  * records are inserted to lock ranges in the tree, and as dirty areas
1399  * are found, they are marked writeback.  Then the lock bits are removed
1400  * and the end_io handler clears the writeback ranges
1401  *
1402  * Return 0 if everything goes well.
1403  * Return <0 for error.
1404  */
1405 static int __extent_writepage(struct page *page, struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
1406 {
1407         struct folio *folio = page_folio(page);
1408         struct inode *inode = page->mapping->host;
1409         const u64 page_start = page_offset(page);
1410         int ret;
1411         int nr = 0;
1412         size_t pg_offset;
1413         loff_t i_size = i_size_read(inode);
1414         unsigned long end_index = i_size >> PAGE_SHIFT;
1415
1416         trace___extent_writepage(page, inode, bio_ctrl->wbc);
1417
1418         WARN_ON(!PageLocked(page));
1419
1420         pg_offset = offset_in_page(i_size);
1421         if (page->index > end_index ||
1422            (page->index == end_index && !pg_offset)) {
1423                 folio_invalidate(folio, 0, folio_size(folio));
1424                 folio_unlock(folio);
1425                 return 0;
1426         }
1427
1428         if (page->index == end_index)
1429                 memzero_page(page, pg_offset, PAGE_SIZE - pg_offset);
1430
1431         ret = set_page_extent_mapped(page);
1432         if (ret < 0)
1433                 goto done;
1434
1435         ret = writepage_delalloc(BTRFS_I(inode), page, bio_ctrl->wbc);
1436         if (ret == 1)
1437                 return 0;
1438         if (ret)
1439                 goto done;
1440
1441         ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, bio_ctrl, i_size, &nr);
1442         if (ret == 1)
1443                 return 0;
1444
1445         bio_ctrl->wbc->nr_to_write--;
1446
1447 done:
1448         if (nr == 0) {
1449                 /* make sure the mapping tag for page dirty gets cleared */
1450                 set_page_writeback(page);
1451                 end_page_writeback(page);
1452         }
1453         if (ret) {
1454                 btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), page, page_start,
1455                                                PAGE_SIZE, !ret);
1456                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
1457         }
1458         unlock_page(page);
1459         ASSERT(ret <= 0);
1460         return ret;
1461 }
1462
1463 void wait_on_extent_buffer_writeback(struct extent_buffer *eb)
1464 {
1465         wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK,
1466                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Lock extent buffer status and pages for writeback.
1471  *
1472  * Return %false if the extent buffer doesn't need to be submitted (e.g. the
1473  * extent buffer is not dirty)
1474  * Return %true is the extent buffer is submitted to bio.
1475  */
1476 static noinline_for_stack bool lock_extent_buffer_for_io(struct extent_buffer *eb,
1477                           struct writeback_control *wbc)
1478 {
1479         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1480         bool ret = false;
1481
1482         btrfs_tree_lock(eb);
1483         while (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags)) {
1484                 btrfs_tree_unlock(eb);
1485                 if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_ALL)
1486                         return false;
1487                 wait_on_extent_buffer_writeback(eb);
1488                 btrfs_tree_lock(eb);
1489         }
1490
1491         /*
1492          * We need to do this to prevent races in people who check if the eb is
1493          * under IO since we can end up having no IO bits set for a short period
1494          * of time.
1495          */
1496         spin_lock(&eb->refs_lock);
1497         if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags)) {
1498                 set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
1499                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
1500                 btrfs_set_header_flag(eb, BTRFS_HEADER_FLAG_WRITTEN);
1501                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes,
1502                                          -eb->len,
1503                                          fs_info->dirty_metadata_batch);
1504                 ret = true;
1505         } else {
1506                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
1507         }
1508         btrfs_tree_unlock(eb);
1509         return ret;
1510 }
1511
1512 static void set_btree_ioerr(struct extent_buffer *eb)
1513 {
1514         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1515
1516         set_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
1517
1518         /*
1519          * A read may stumble upon this buffer later, make sure that it gets an
1520          * error and knows there was an error.
1521          */
1522         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
1523
1524         /*
1525          * We need to set the mapping with the io error as well because a write
1526          * error will flip the file system readonly, and then syncfs() will
1527          * return a 0 because we are readonly if we don't modify the err seq for
1528          * the superblock.
1529          */
1530         mapping_set_error(eb->fs_info->btree_inode->i_mapping, -EIO);
1531
1532         /*
1533          * If writeback for a btree extent that doesn't belong to a log tree
1534          * failed, increment the counter transaction->eb_write_errors.
1535          * We do this because while the transaction is running and before it's
1536          * committing (when we call filemap_fdata[write|wait]_range against
1537          * the btree inode), we might have
1538          * btree_inode->i_mapping->a_ops->writepages() called by the VM - if it
1539          * returns an error or an error happens during writeback, when we're
1540          * committing the transaction we wouldn't know about it, since the pages
1541          * can be no longer dirty nor marked anymore for writeback (if a
1542          * subsequent modification to the extent buffer didn't happen before the
1543          * transaction commit), which makes filemap_fdata[write|wait]_range not
1544          * able to find the pages tagged with SetPageError at transaction
1545          * commit time. So if this happens we must abort the transaction,
1546          * otherwise we commit a super block with btree roots that point to
1547          * btree nodes/leafs whose content on disk is invalid - either garbage
1548          * or the content of some node/leaf from a past generation that got
1549          * cowed or deleted and is no longer valid.
1550          *
1551          * Note: setting AS_EIO/AS_ENOSPC in the btree inode's i_mapping would
1552          * not be enough - we need to distinguish between log tree extents vs
1553          * non-log tree extents, and the next filemap_fdatawait_range() call
1554          * will catch and clear such errors in the mapping - and that call might
1555          * be from a log sync and not from a transaction commit. Also, checking
1556          * for the eb flag EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR at transaction commit time is
1557          * not done and would not be reliable - the eb might have been released
1558          * from memory and reading it back again means that flag would not be
1559          * set (since it's a runtime flag, not persisted on disk).
1560          *
1561          * Using the flags below in the btree inode also makes us achieve the
1562          * goal of AS_EIO/AS_ENOSPC when writepages() returns success, started
1563          * writeback for all dirty pages and before filemap_fdatawait_range()
1564          * is called, the writeback for all dirty pages had already finished
1565          * with errors - because we were not using AS_EIO/AS_ENOSPC,
1566          * filemap_fdatawait_range() would return success, as it could not know
1567          * that writeback errors happened (the pages were no longer tagged for
1568          * writeback).
1569          */
1570         switch (eb->log_index) {
1571         case -1:
1572                 set_bit(BTRFS_FS_BTREE_ERR, &fs_info->flags);
1573                 break;
1574         case 0:
1575                 set_bit(BTRFS_FS_LOG1_ERR, &fs_info->flags);
1576                 break;
1577         case 1:
1578                 set_bit(BTRFS_FS_LOG2_ERR, &fs_info->flags);
1579                 break;
1580         default:
1581                 BUG(); /* unexpected, logic error */
1582         }
1583 }
1584
1585 /*
1586  * The endio specific version which won't touch any unsafe spinlock in endio
1587  * context.
1588  */
1589 static struct extent_buffer *find_extent_buffer_nolock(
1590                 struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
1591 {
1592         struct extent_buffer *eb;
1593
1594         rcu_read_lock();
1595         eb = radix_tree_lookup(&fs_info->buffer_radix,
1596                                start >> fs_info->sectorsize_bits);
1597         if (eb && atomic_inc_not_zero(&eb->refs)) {
1598                 rcu_read_unlock();
1599                 return eb;
1600         }
1601         rcu_read_unlock();
1602         return NULL;
1603 }
1604
1605 static void extent_buffer_write_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
1606 {
1607         struct extent_buffer *eb = bbio->private;
1608         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1609         bool uptodate = !bbio->bio.bi_status;
1610         struct bvec_iter_all iter_all;
1611         struct bio_vec *bvec;
1612         u32 bio_offset = 0;
1613
1614         if (!uptodate)
1615                 set_btree_ioerr(eb);
1616
1617         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
1618                 u64 start = eb->start + bio_offset;
1619                 struct page *page = bvec->bv_page;
1620                 u32 len = bvec->bv_len;
1621
1622                 btrfs_page_clear_writeback(fs_info, page, start, len);
1623                 bio_offset += len;
1624         }
1625
1626         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags);
1627         smp_mb__after_atomic();
1628         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_WRITEBACK);
1629
1630         bio_put(&bbio->bio);
1631 }
1632
1633 static void prepare_eb_write(struct extent_buffer *eb)
1634 {
1635         u32 nritems;
1636         unsigned long start;
1637         unsigned long end;
1638
1639         clear_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags);
1640
1641         /* Set btree blocks beyond nritems with 0 to avoid stale content */
1642         nritems = btrfs_header_nritems(eb);
1643         if (btrfs_header_level(eb) > 0) {
1644                 end = btrfs_node_key_ptr_offset(eb, nritems);
1645                 memzero_extent_buffer(eb, end, eb->len - end);
1646         } else {
1647                 /*
1648                  * Leaf:
1649                  * header 0 1 2 .. N ... data_N .. data_2 data_1 data_0
1650                  */
1651                 start = btrfs_item_nr_offset(eb, nritems);
1652                 end = btrfs_item_nr_offset(eb, 0);
1653                 if (nritems == 0)
1654                         end += BTRFS_LEAF_DATA_SIZE(eb->fs_info);
1655                 else
1656                         end += btrfs_item_offset(eb, nritems - 1);
1657                 memzero_extent_buffer(eb, start, end - start);
1658         }
1659 }
1660
1661 static noinline_for_stack void write_one_eb(struct extent_buffer *eb,
1662                                             struct writeback_control *wbc)
1663 {
1664         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
1665         struct btrfs_bio *bbio;
1666
1667         prepare_eb_write(eb);
1668
1669         bbio = btrfs_bio_alloc(INLINE_EXTENT_BUFFER_PAGES,
1670                                REQ_OP_WRITE | REQ_META | wbc_to_write_flags(wbc),
1671                                eb->fs_info, extent_buffer_write_end_io, eb);
1672         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = eb->start >> SECTOR_SHIFT;
1673         bio_set_dev(&bbio->bio, fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev);
1674         wbc_init_bio(wbc, &bbio->bio);
1675         bbio->inode = BTRFS_I(eb->fs_info->btree_inode);
1676         bbio->file_offset = eb->start;
1677         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
1678                 struct page *p = eb->pages[0];
1679
1680                 lock_page(p);
1681                 btrfs_subpage_set_writeback(fs_info, p, eb->start, eb->len);
1682                 if (btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, p, eb->start,
1683                                                        eb->len)) {
1684                         clear_page_dirty_for_io(p);
1685                         wbc->nr_to_write--;
1686                 }
1687                 __bio_add_page(&bbio->bio, p, eb->len, eb->start - page_offset(p));
1688                 wbc_account_cgroup_owner(wbc, p, eb->len);
1689                 unlock_page(p);
1690         } else {
1691                 for (int i = 0; i < num_extent_pages(eb); i++) {
1692                         struct page *p = eb->pages[i];
1693
1694                         lock_page(p);
1695                         clear_page_dirty_for_io(p);
1696                         set_page_writeback(p);
1697                         __bio_add_page(&bbio->bio, p, PAGE_SIZE, 0);
1698                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, p, PAGE_SIZE);
1699                         wbc->nr_to_write--;
1700                         unlock_page(p);
1701                 }
1702         }
1703         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Submit one subpage btree page.
1708  *
1709  * The main difference to submit_eb_page() is:
1710  * - Page locking
1711  *   For subpage, we don't rely on page locking at all.
1712  *
1713  * - Flush write bio
1714  *   We only flush bio if we may be unable to fit current extent buffers into
1715  *   current bio.
1716  *
1717  * Return >=0 for the number of submitted extent buffers.
1718  * Return <0 for fatal error.
1719  */
1720 static int submit_eb_subpage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
1721 {
1722         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
1723         int submitted = 0;
1724         u64 page_start = page_offset(page);
1725         int bit_start = 0;
1726         int sectors_per_node = fs_info->nodesize >> fs_info->sectorsize_bits;
1727
1728         /* Lock and write each dirty extent buffers in the range */
1729         while (bit_start < fs_info->subpage_info->bitmap_nr_bits) {
1730                 struct btrfs_subpage *subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
1731                 struct extent_buffer *eb;
1732                 unsigned long flags;
1733                 u64 start;
1734
1735                 /*
1736                  * Take private lock to ensure the subpage won't be detached
1737                  * in the meantime.
1738                  */
1739                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
1740                 if (!PagePrivate(page)) {
1741                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1742                         break;
1743                 }
1744                 spin_lock_irqsave(&subpage->lock, flags);
1745                 if (!test_bit(bit_start + fs_info->subpage_info->dirty_offset,
1746                               subpage->bitmaps)) {
1747                         spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1748                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1749                         bit_start++;
1750                         continue;
1751                 }
1752
1753                 start = page_start + bit_start * fs_info->sectorsize;
1754                 bit_start += sectors_per_node;
1755
1756                 /*
1757                  * Here we just want to grab the eb without touching extra
1758                  * spin locks, so call find_extent_buffer_nolock().
1759                  */
1760                 eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
1761                 spin_unlock_irqrestore(&subpage->lock, flags);
1762                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
1763
1764                 /*
1765                  * The eb has already reached 0 refs thus find_extent_buffer()
1766                  * doesn't return it. We don't need to write back such eb
1767                  * anyway.
1768                  */
1769                 if (!eb)
1770                         continue;
1771
1772                 if (lock_extent_buffer_for_io(eb, wbc)) {
1773                         write_one_eb(eb, wbc);
1774                         submitted++;
1775                 }
1776                 free_extent_buffer(eb);
1777         }
1778         return submitted;
1779 }
1780
1781 /*
1782  * Submit all page(s) of one extent buffer.
1783  *
1784  * @page:       the page of one extent buffer
1785  * @eb_context: to determine if we need to submit this page, if current page
1786  *              belongs to this eb, we don't need to submit
1787  *
1788  * The caller should pass each page in their bytenr order, and here we use
1789  * @eb_context to determine if we have submitted pages of one extent buffer.
1790  *
1791  * If we have, we just skip until we hit a new page that doesn't belong to
1792  * current @eb_context.
1793  *
1794  * If not, we submit all the page(s) of the extent buffer.
1795  *
1796  * Return >0 if we have submitted the extent buffer successfully.
1797  * Return 0 if we don't need to submit the page, as it's already submitted by
1798  * previous call.
1799  * Return <0 for fatal error.
1800  */
1801 static int submit_eb_page(struct page *page, struct btrfs_eb_write_context *ctx)
1802 {
1803         struct writeback_control *wbc = ctx->wbc;
1804         struct address_space *mapping = page->mapping;
1805         struct extent_buffer *eb;
1806         int ret;
1807
1808         if (!PagePrivate(page))
1809                 return 0;
1810
1811         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
1812                 return submit_eb_subpage(page, wbc);
1813
1814         spin_lock(&mapping->private_lock);
1815         if (!PagePrivate(page)) {
1816                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1817                 return 0;
1818         }
1819
1820         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
1821
1822         /*
1823          * Shouldn't happen and normally this would be a BUG_ON but no point
1824          * crashing the machine for something we can survive anyway.
1825          */
1826         if (WARN_ON(!eb)) {
1827                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1828                 return 0;
1829         }
1830
1831         if (eb == ctx->eb) {
1832                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
1833                 return 0;
1834         }
1835         ret = atomic_inc_not_zero(&eb->refs);
1836         spin_unlock(&mapping->private_lock);
1837         if (!ret)
1838                 return 0;
1839
1840         ctx->eb = eb;
1841
1842         ret = btrfs_check_meta_write_pointer(eb->fs_info, ctx);
1843         if (ret) {
1844                 if (ret == -EBUSY)
1845                         ret = 0;
1846                 free_extent_buffer(eb);
1847                 return ret;
1848         }
1849
1850         if (!lock_extent_buffer_for_io(eb, wbc)) {
1851                 free_extent_buffer(eb);
1852                 return 0;
1853         }
1854         /* Implies write in zoned mode. */
1855         if (ctx->zoned_bg) {
1856                 /* Mark the last eb in the block group. */
1857                 btrfs_schedule_zone_finish_bg(ctx->zoned_bg, eb);
1858                 ctx->zoned_bg->meta_write_pointer += eb->len;
1859         }
1860         write_one_eb(eb, wbc);
1861         free_extent_buffer(eb);
1862         return 1;
1863 }
1864
1865 int btree_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
1866                                    struct writeback_control *wbc)
1867 {
1868         struct btrfs_eb_write_context ctx = { .wbc = wbc };
1869         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(mapping->host)->root->fs_info;
1870         int ret = 0;
1871         int done = 0;
1872         int nr_to_write_done = 0;
1873         struct folio_batch fbatch;
1874         unsigned int nr_folios;
1875         pgoff_t index;
1876         pgoff_t end;            /* Inclusive */
1877         int scanned = 0;
1878         xa_mark_t tag;
1879
1880         folio_batch_init(&fbatch);
1881         if (wbc->range_cyclic) {
1882                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
1883                 end = -1;
1884                 /*
1885                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
1886                  * range, mark it as scanned.
1887                  */
1888                 scanned = (index == 0);
1889         } else {
1890                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
1891                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
1892                 scanned = 1;
1893         }
1894         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1895                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
1896         else
1897                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
1898         btrfs_zoned_meta_io_lock(fs_info);
1899 retry:
1900         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
1901                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
1902         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
1903                (nr_folios = filemap_get_folios_tag(mapping, &index, end,
1904                                             tag, &fbatch))) {
1905                 unsigned i;
1906
1907                 for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
1908                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
1909
1910                         ret = submit_eb_page(&folio->page, &ctx);
1911                         if (ret == 0)
1912                                 continue;
1913                         if (ret < 0) {
1914                                 done = 1;
1915                                 break;
1916                         }
1917
1918                         /*
1919                          * the filesystem may choose to bump up nr_to_write.
1920                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
1921                          * at any time
1922                          */
1923                         nr_to_write_done = wbc->nr_to_write <= 0;
1924                 }
1925                 folio_batch_release(&fbatch);
1926                 cond_resched();
1927         }
1928         if (!scanned && !done) {
1929                 /*
1930                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
1931                  * back to the start of the file
1932                  */
1933                 scanned = 1;
1934                 index = 0;
1935                 goto retry;
1936         }
1937         /*
1938          * If something went wrong, don't allow any metadata write bio to be
1939          * submitted.
1940          *
1941          * This would prevent use-after-free if we had dirty pages not
1942          * cleaned up, which can still happen by fuzzed images.
1943          *
1944          * - Bad extent tree
1945          *   Allowing existing tree block to be allocated for other trees.
1946          *
1947          * - Log tree operations
1948          *   Exiting tree blocks get allocated to log tree, bumps its
1949          *   generation, then get cleaned in tree re-balance.
1950          *   Such tree block will not be written back, since it's clean,
1951          *   thus no WRITTEN flag set.
1952          *   And after log writes back, this tree block is not traced by
1953          *   any dirty extent_io_tree.
1954          *
1955          * - Offending tree block gets re-dirtied from its original owner
1956          *   Since it has bumped generation, no WRITTEN flag, it can be
1957          *   reused without COWing. This tree block will not be traced
1958          *   by btrfs_transaction::dirty_pages.
1959          *
1960          *   Now such dirty tree block will not be cleaned by any dirty
1961          *   extent io tree. Thus we don't want to submit such wild eb
1962          *   if the fs already has error.
1963          *
1964          * We can get ret > 0 from submit_extent_page() indicating how many ebs
1965          * were submitted. Reset it to 0 to avoid false alerts for the caller.
1966          */
1967         if (ret > 0)
1968                 ret = 0;
1969         if (!ret && BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
1970                 ret = -EROFS;
1971
1972         if (ctx.zoned_bg)
1973                 btrfs_put_block_group(ctx.zoned_bg);
1974         btrfs_zoned_meta_io_unlock(fs_info);
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Walk the list of dirty pages of the given address space and write all of them.
1980  *
1981  * @mapping:   address space structure to write
1982  * @wbc:       subtract the number of written pages from *@wbc->nr_to_write
1983  * @bio_ctrl:  holds context for the write, namely the bio
1984  *
1985  * If a page is already under I/O, write_cache_pages() skips it, even
1986  * if it's dirty.  This is desirable behaviour for memory-cleaning writeback,
1987  * but it is INCORRECT for data-integrity system calls such as fsync().  fsync()
1988  * and msync() need to guarantee that all the data which was dirty at the time
1989  * the call was made get new I/O started against them.  If wbc->sync_mode is
1990  * WB_SYNC_ALL then we were called for data integrity and we must wait for
1991  * existing IO to complete.
1992  */
1993 static int extent_write_cache_pages(struct address_space *mapping,
1994                              struct btrfs_bio_ctrl *bio_ctrl)
1995 {
1996         struct writeback_control *wbc = bio_ctrl->wbc;
1997         struct inode *inode = mapping->host;
1998         int ret = 0;
1999         int done = 0;
2000         int nr_to_write_done = 0;
2001         struct folio_batch fbatch;
2002         unsigned int nr_folios;
2003         pgoff_t index;
2004         pgoff_t end;            /* Inclusive */
2005         pgoff_t done_index;
2006         int range_whole = 0;
2007         int scanned = 0;
2008         xa_mark_t tag;
2009
2010         /*
2011          * We have to hold onto the inode so that ordered extents can do their
2012          * work when the IO finishes.  The alternative to this is failing to add
2013          * an ordered extent if the igrab() fails there and that is a huge pain
2014          * to deal with, so instead just hold onto the inode throughout the
2015          * writepages operation.  If it fails here we are freeing up the inode
2016          * anyway and we'd rather not waste our time writing out stuff that is
2017          * going to be truncated anyway.
2018          */
2019         if (!igrab(inode))
2020                 return 0;
2021
2022         folio_batch_init(&fbatch);
2023         if (wbc->range_cyclic) {
2024                 index = mapping->writeback_index; /* Start from prev offset */
2025                 end = -1;
2026                 /*
2027                  * Start from the beginning does not need to cycle over the
2028                  * range, mark it as scanned.
2029                  */
2030                 scanned = (index == 0);
2031         } else {
2032                 index = wbc->range_start >> PAGE_SHIFT;
2033                 end = wbc->range_end >> PAGE_SHIFT;
2034                 if (wbc->range_start == 0 && wbc->range_end == LLONG_MAX)
2035                         range_whole = 1;
2036                 scanned = 1;
2037         }
2038
2039         /*
2040          * We do the tagged writepage as long as the snapshot flush bit is set
2041          * and we are the first one who do the filemap_flush() on this inode.
2042          *
2043          * The nr_to_write == LONG_MAX is needed to make sure other flushers do
2044          * not race in and drop the bit.
2045          */
2046         if (range_whole && wbc->nr_to_write == LONG_MAX &&
2047             test_and_clear_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
2048                                &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2049                 wbc->tagged_writepages = 1;
2050
2051         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
2052                 tag = PAGECACHE_TAG_TOWRITE;
2053         else
2054                 tag = PAGECACHE_TAG_DIRTY;
2055 retry:
2056         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL || wbc->tagged_writepages)
2057                 tag_pages_for_writeback(mapping, index, end);
2058         done_index = index;
2059         while (!done && !nr_to_write_done && (index <= end) &&
2060                         (nr_folios = filemap_get_folios_tag(mapping, &index,
2061                                                         end, tag, &fbatch))) {
2062                 unsigned i;
2063
2064                 for (i = 0; i < nr_folios; i++) {
2065                         struct folio *folio = fbatch.folios[i];
2066
2067                         done_index = folio_next_index(folio);
2068                         /*
2069                          * At this point we hold neither the i_pages lock nor
2070                          * the page lock: the page may be truncated or
2071                          * invalidated (changing page->mapping to NULL),
2072                          * or even swizzled back from swapper_space to
2073                          * tmpfs file mapping
2074                          */
2075                         if (!folio_trylock(folio)) {
2076                                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2077                                 folio_lock(folio);
2078                         }
2079
2080                         if (unlikely(folio->mapping != mapping)) {
2081                                 folio_unlock(folio);
2082                                 continue;
2083                         }
2084
2085                         if (!folio_test_dirty(folio)) {
2086                                 /* Someone wrote it for us. */
2087                                 folio_unlock(folio);
2088                                 continue;
2089                         }
2090
2091                         if (wbc->sync_mode != WB_SYNC_NONE) {
2092                                 if (folio_test_writeback(folio))
2093                                         submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2094                                 folio_wait_writeback(folio);
2095                         }
2096
2097                         if (folio_test_writeback(folio) ||
2098                             !folio_clear_dirty_for_io(folio)) {
2099                                 folio_unlock(folio);
2100                                 continue;
2101                         }
2102
2103                         ret = __extent_writepage(&folio->page, bio_ctrl);
2104                         if (ret < 0) {
2105                                 done = 1;
2106                                 break;
2107                         }
2108
2109                         /*
2110                          * The filesystem may choose to bump up nr_to_write.
2111                          * We have to make sure to honor the new nr_to_write
2112                          * at any time.
2113                          */
2114                         nr_to_write_done = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_NONE &&
2115                                             wbc->nr_to_write <= 0);
2116                 }
2117                 folio_batch_release(&fbatch);
2118                 cond_resched();
2119         }
2120         if (!scanned && !done) {
2121                 /*
2122                  * We hit the last page and there is more work to be done: wrap
2123                  * back to the start of the file
2124                  */
2125                 scanned = 1;
2126                 index = 0;
2127
2128                 /*
2129                  * If we're looping we could run into a page that is locked by a
2130                  * writer and that writer could be waiting on writeback for a
2131                  * page in our current bio, and thus deadlock, so flush the
2132                  * write bio here.
2133                  */
2134                 submit_write_bio(bio_ctrl, 0);
2135                 goto retry;
2136         }
2137
2138         if (wbc->range_cyclic || (wbc->nr_to_write > 0 && range_whole))
2139                 mapping->writeback_index = done_index;
2140
2141         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
2142         return ret;
2143 }
2144
2145 /*
2146  * Submit the pages in the range to bio for call sites which delalloc range has
2147  * already been ran (aka, ordered extent inserted) and all pages are still
2148  * locked.
2149  */
2150 void extent_write_locked_range(struct inode *inode, struct page *locked_page,
2151                                u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc,
2152                                bool pages_dirty)
2153 {
2154         bool found_error = false;
2155         int ret = 0;
2156         struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2157         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2158         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
2159         loff_t i_size = i_size_read(inode);
2160         u64 cur = start;
2161         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
2162                 .wbc = wbc,
2163                 .opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc),
2164         };
2165
2166         if (wbc->no_cgroup_owner)
2167                 bio_ctrl.opf |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
2168
2169         ASSERT(IS_ALIGNED(start, sectorsize) && IS_ALIGNED(end + 1, sectorsize));
2170
2171         while (cur <= end) {
2172                 u64 cur_end = min(round_down(cur, PAGE_SIZE) + PAGE_SIZE - 1, end);
2173                 u32 cur_len = cur_end + 1 - cur;
2174                 struct page *page;
2175                 int nr = 0;
2176
2177                 page = find_get_page(mapping, cur >> PAGE_SHIFT);
2178                 ASSERT(PageLocked(page));
2179                 if (pages_dirty && page != locked_page) {
2180                         ASSERT(PageDirty(page));
2181                         clear_page_dirty_for_io(page);
2182                 }
2183
2184                 ret = __extent_writepage_io(BTRFS_I(inode), page, &bio_ctrl,
2185                                             i_size, &nr);
2186                 if (ret == 1)
2187                         goto next_page;
2188
2189                 /* Make sure the mapping tag for page dirty gets cleared. */
2190                 if (nr == 0) {
2191                         set_page_writeback(page);
2192                         end_page_writeback(page);
2193                 }
2194                 if (ret) {
2195                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), page,
2196                                                        cur, cur_len, !ret);
2197                         mapping_set_error(page->mapping, ret);
2198                 }
2199                 btrfs_page_unlock_writer(fs_info, page, cur, cur_len);
2200                 if (ret < 0)
2201                         found_error = true;
2202 next_page:
2203                 put_page(page);
2204                 cur = cur_end + 1;
2205         }
2206
2207         submit_write_bio(&bio_ctrl, found_error ? ret : 0);
2208 }
2209
2210 int extent_writepages(struct address_space *mapping,
2211                       struct writeback_control *wbc)
2212 {
2213         struct inode *inode = mapping->host;
2214         int ret = 0;
2215         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = {
2216                 .wbc = wbc,
2217                 .opf = REQ_OP_WRITE | wbc_to_write_flags(wbc),
2218         };
2219
2220         /*
2221          * Allow only a single thread to do the reloc work in zoned mode to
2222          * protect the write pointer updates.
2223          */
2224         btrfs_zoned_data_reloc_lock(BTRFS_I(inode));
2225         ret = extent_write_cache_pages(mapping, &bio_ctrl);
2226         submit_write_bio(&bio_ctrl, ret);
2227         btrfs_zoned_data_reloc_unlock(BTRFS_I(inode));
2228         return ret;
2229 }
2230
2231 void extent_readahead(struct readahead_control *rac)
2232 {
2233         struct btrfs_bio_ctrl bio_ctrl = { .opf = REQ_OP_READ | REQ_RAHEAD };
2234         struct page *pagepool[16];
2235         struct extent_map *em_cached = NULL;
2236         u64 prev_em_start = (u64)-1;
2237         int nr;
2238
2239         while ((nr = readahead_page_batch(rac, pagepool))) {
2240                 u64 contig_start = readahead_pos(rac);
2241                 u64 contig_end = contig_start + readahead_batch_length(rac) - 1;
2242
2243                 contiguous_readpages(pagepool, nr, contig_start, contig_end,
2244                                 &em_cached, &bio_ctrl, &prev_em_start);
2245         }
2246
2247         if (em_cached)
2248                 free_extent_map(em_cached);
2249         submit_one_bio(&bio_ctrl);
2250 }
2251
2252 /*
2253  * basic invalidate_folio code, this waits on any locked or writeback
2254  * ranges corresponding to the folio, and then deletes any extent state
2255  * records from the tree
2256  */
2257 int extent_invalidate_folio(struct extent_io_tree *tree,
2258                           struct folio *folio, size_t offset)
2259 {
2260         struct extent_state *cached_state = NULL;
2261         u64 start = folio_pos(folio);
2262         u64 end = start + folio_size(folio) - 1;
2263         size_t blocksize = folio->mapping->host->i_sb->s_blocksize;
2264
2265         /* This function is only called for the btree inode */
2266         ASSERT(tree->owner == IO_TREE_BTREE_INODE_IO);
2267
2268         start += ALIGN(offset, blocksize);
2269         if (start > end)
2270                 return 0;
2271
2272         lock_extent(tree, start, end, &cached_state);
2273         folio_wait_writeback(folio);
2274
2275         /*
2276          * Currently for btree io tree, only EXTENT_LOCKED is utilized,
2277          * so here we only need to unlock the extent range to free any
2278          * existing extent state.
2279          */
2280         unlock_extent(tree, start, end, &cached_state);
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * a helper for release_folio, this tests for areas of the page that
2286  * are locked or under IO and drops the related state bits if it is safe
2287  * to drop the page.
2288  */
2289 static int try_release_extent_state(struct extent_io_tree *tree,
2290                                     struct page *page, gfp_t mask)
2291 {
2292         u64 start = page_offset(page);
2293         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
2294         int ret = 1;
2295
2296         if (test_range_bit_exists(tree, start, end, EXTENT_LOCKED)) {
2297                 ret = 0;
2298         } else {
2299                 u32 clear_bits = ~(EXTENT_LOCKED | EXTENT_NODATASUM |
2300                                    EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_CTLBITS);
2301
2302                 /*
2303                  * At this point we can safely clear everything except the
2304                  * locked bit, the nodatasum bit and the delalloc new bit.
2305                  * The delalloc new bit will be cleared by ordered extent
2306                  * completion.
2307                  */
2308                 ret = __clear_extent_bit(tree, start, end, clear_bits, NULL, NULL);
2309
2310                 /* if clear_extent_bit failed for enomem reasons,
2311                  * we can't allow the release to continue.
2312                  */
2313                 if (ret < 0)
2314                         ret = 0;
2315                 else
2316                         ret = 1;
2317         }
2318         return ret;
2319 }
2320
2321 /*
2322  * a helper for release_folio.  As long as there are no locked extents
2323  * in the range corresponding to the page, both state records and extent
2324  * map records are removed
2325  */
2326 int try_release_extent_mapping(struct page *page, gfp_t mask)
2327 {
2328         struct extent_map *em;
2329         u64 start = page_offset(page);
2330         u64 end = start + PAGE_SIZE - 1;
2331         struct btrfs_inode *btrfs_inode = BTRFS_I(page->mapping->host);
2332         struct extent_io_tree *tree = &btrfs_inode->io_tree;
2333         struct extent_map_tree *map = &btrfs_inode->extent_tree;
2334
2335         if (gfpflags_allow_blocking(mask) &&
2336             page->mapping->host->i_size > SZ_16M) {
2337                 u64 len;
2338                 while (start <= end) {
2339                         struct btrfs_fs_info *fs_info;
2340                         u64 cur_gen;
2341
2342                         len = end - start + 1;
2343                         write_lock(&map->lock);
2344                         em = lookup_extent_mapping(map, start, len);
2345                         if (!em) {
2346                                 write_unlock(&map->lock);
2347                                 break;
2348                         }
2349                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags) ||
2350                             em->start != start) {
2351                                 write_unlock(&map->lock);
2352                                 free_extent_map(em);
2353                                 break;
2354                         }
2355                         if (test_range_bit_exists(tree, em->start,
2356                                                   extent_map_end(em) - 1,
2357                                                   EXTENT_LOCKED))
2358                                 goto next;
2359                         /*
2360                          * If it's not in the list of modified extents, used
2361                          * by a fast fsync, we can remove it. If it's being
2362                          * logged we can safely remove it since fsync took an
2363                          * extra reference on the em.
2364                          */
2365                         if (list_empty(&em->list) ||
2366                             test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags))
2367                                 goto remove_em;
2368                         /*
2369                          * If it's in the list of modified extents, remove it
2370                          * only if its generation is older then the current one,
2371                          * in which case we don't need it for a fast fsync.
2372                          * Otherwise don't remove it, we could be racing with an
2373                          * ongoing fast fsync that could miss the new extent.
2374                          */
2375                         fs_info = btrfs_inode->root->fs_info;
2376                         spin_lock(&fs_info->trans_lock);
2377                         cur_gen = fs_info->generation;
2378                         spin_unlock(&fs_info->trans_lock);
2379                         if (em->generation >= cur_gen)
2380                                 goto next;
2381 remove_em:
2382                         /*
2383                          * We only remove extent maps that are not in the list of
2384                          * modified extents or that are in the list but with a
2385                          * generation lower then the current generation, so there
2386                          * is no need to set the full fsync flag on the inode (it
2387                          * hurts the fsync performance for workloads with a data
2388                          * size that exceeds or is close to the system's memory).
2389                          */
2390                         remove_extent_mapping(map, em);
2391                         /* once for the rb tree */
2392                         free_extent_map(em);
2393 next:
2394                         start = extent_map_end(em);
2395                         write_unlock(&map->lock);
2396
2397                         /* once for us */
2398                         free_extent_map(em);
2399
2400                         cond_resched(); /* Allow large-extent preemption. */
2401                 }
2402         }
2403         return try_release_extent_state(tree, page, mask);
2404 }
2405
2406 /*
2407  * To cache previous fiemap extent
2408  *
2409  * Will be used for merging fiemap extent
2410  */
2411 struct fiemap_cache {
2412         u64 offset;
2413         u64 phys;
2414         u64 len;
2415         u32 flags;
2416         bool cached;
2417 };
2418
2419 /*
2420  * Helper to submit fiemap extent.
2421  *
2422  * Will try to merge current fiemap extent specified by @offset, @phys,
2423  * @len and @flags with cached one.
2424  * And only when we fails to merge, cached one will be submitted as
2425  * fiemap extent.
2426  *
2427  * Return value is the same as fiemap_fill_next_extent().
2428  */
2429 static int emit_fiemap_extent(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2430                                 struct fiemap_cache *cache,
2431                                 u64 offset, u64 phys, u64 len, u32 flags)
2432 {
2433         int ret = 0;
2434
2435         /* Set at the end of extent_fiemap(). */
2436         ASSERT((flags & FIEMAP_EXTENT_LAST) == 0);
2437
2438         if (!cache->cached)
2439                 goto assign;
2440
2441         /*
2442          * Sanity check, extent_fiemap() should have ensured that new
2443          * fiemap extent won't overlap with cached one.
2444          * Not recoverable.
2445          *
2446          * NOTE: Physical address can overlap, due to compression
2447          */
2448         if (cache->offset + cache->len > offset) {
2449                 WARN_ON(1);
2450                 return -EINVAL;
2451         }
2452
2453         /*
2454          * Only merges fiemap extents if
2455          * 1) Their logical addresses are continuous
2456          *
2457          * 2) Their physical addresses are continuous
2458          *    So truly compressed (physical size smaller than logical size)
2459          *    extents won't get merged with each other
2460          *
2461          * 3) Share same flags
2462          */
2463         if (cache->offset + cache->len  == offset &&
2464             cache->phys + cache->len == phys  &&
2465             cache->flags == flags) {
2466                 cache->len += len;
2467                 return 0;
2468         }
2469
2470         /* Not mergeable, need to submit cached one */
2471         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
2472                                       cache->len, cache->flags);
2473         cache->cached = false;
2474         if (ret)
2475                 return ret;
2476 assign:
2477         cache->cached = true;
2478         cache->offset = offset;
2479         cache->phys = phys;
2480         cache->len = len;
2481         cache->flags = flags;
2482
2483         return 0;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Emit last fiemap cache
2488  *
2489  * The last fiemap cache may still be cached in the following case:
2490  * 0                  4k                    8k
2491  * |<- Fiemap range ->|
2492  * |<------------  First extent ----------->|
2493  *
2494  * In this case, the first extent range will be cached but not emitted.
2495  * So we must emit it before ending extent_fiemap().
2496  */
2497 static int emit_last_fiemap_cache(struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2498                                   struct fiemap_cache *cache)
2499 {
2500         int ret;
2501
2502         if (!cache->cached)
2503                 return 0;
2504
2505         ret = fiemap_fill_next_extent(fieinfo, cache->offset, cache->phys,
2506                                       cache->len, cache->flags);
2507         cache->cached = false;
2508         if (ret > 0)
2509                 ret = 0;
2510         return ret;
2511 }
2512
2513 static int fiemap_next_leaf_item(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path)
2514 {
2515         struct extent_buffer *clone;
2516         struct btrfs_key key;
2517         int slot;
2518         int ret;
2519
2520         path->slots[0]++;
2521         if (path->slots[0] < btrfs_header_nritems(path->nodes[0]))
2522                 return 0;
2523
2524         ret = btrfs_next_leaf(inode->root, path);
2525         if (ret != 0)
2526                 return ret;
2527
2528         /*
2529          * Don't bother with cloning if there are no more file extent items for
2530          * our inode.
2531          */
2532         btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
2533         if (key.objectid != btrfs_ino(inode) || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2534                 return 1;
2535
2536         /* See the comment at fiemap_search_slot() about why we clone. */
2537         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
2538         if (!clone)
2539                 return -ENOMEM;
2540
2541         slot = path->slots[0];
2542         btrfs_release_path(path);
2543         path->nodes[0] = clone;
2544         path->slots[0] = slot;
2545
2546         return 0;
2547 }
2548
2549 /*
2550  * Search for the first file extent item that starts at a given file offset or
2551  * the one that starts immediately before that offset.
2552  * Returns: 0 on success, < 0 on error, 1 if not found.
2553  */
2554 static int fiemap_search_slot(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
2555                               u64 file_offset)
2556 {
2557         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2558         struct btrfs_root *root = inode->root;
2559         struct extent_buffer *clone;
2560         struct btrfs_key key;
2561         int slot;
2562         int ret;
2563
2564         key.objectid = ino;
2565         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2566         key.offset = file_offset;
2567
2568         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
2569         if (ret < 0)
2570                 return ret;
2571
2572         if (ret > 0 && path->slots[0] > 0) {
2573                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0] - 1);
2574                 if (key.objectid == ino && key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2575                         path->slots[0]--;
2576         }
2577
2578         if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(path->nodes[0])) {
2579                 ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2580                 if (ret != 0)
2581                         return ret;
2582
2583                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
2584                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2585                         return 1;
2586         }
2587
2588         /*
2589          * We clone the leaf and use it during fiemap. This is because while
2590          * using the leaf we do expensive things like checking if an extent is
2591          * shared, which can take a long time. In order to prevent blocking
2592          * other tasks for too long, we use a clone of the leaf. We have locked
2593          * the file range in the inode's io tree, so we know none of our file
2594          * extent items can change. This way we avoid blocking other tasks that
2595          * want to insert items for other inodes in the same leaf or b+tree
2596          * rebalance operations (triggered for example when someone is trying
2597          * to push items into this leaf when trying to insert an item in a
2598          * neighbour leaf).
2599          * We also need the private clone because holding a read lock on an
2600          * extent buffer of the subvolume's b+tree will make lockdep unhappy
2601          * when we call fiemap_fill_next_extent(), because that may cause a page
2602          * fault when filling the user space buffer with fiemap data.
2603          */
2604         clone = btrfs_clone_extent_buffer(path->nodes[0]);
2605         if (!clone)
2606                 return -ENOMEM;
2607
2608         slot = path->slots[0];
2609         btrfs_release_path(path);
2610         path->nodes[0] = clone;
2611         path->slots[0] = slot;
2612
2613         return 0;
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Process a range which is a hole or a prealloc extent in the inode's subvolume
2618  * btree. If @disk_bytenr is 0, we are dealing with a hole, otherwise a prealloc
2619  * extent. The end offset (@end) is inclusive.
2620  */
2621 static int fiemap_process_hole(struct btrfs_inode *inode,
2622                                struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2623                                struct fiemap_cache *cache,
2624                                struct extent_state **delalloc_cached_state,
2625                                struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx,
2626                                u64 disk_bytenr, u64 extent_offset,
2627                                u64 extent_gen,
2628                                u64 start, u64 end)
2629 {
2630         const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
2631         u64 cur_offset = start;
2632         u64 last_delalloc_end = 0;
2633         u32 prealloc_flags = FIEMAP_EXTENT_UNWRITTEN;
2634         bool checked_extent_shared = false;
2635         int ret;
2636
2637         /*
2638          * There can be no delalloc past i_size, so don't waste time looking for
2639          * it beyond i_size.
2640          */
2641         while (cur_offset < end && cur_offset < i_size) {
2642                 u64 delalloc_start;
2643                 u64 delalloc_end;
2644                 u64 prealloc_start;
2645                 u64 prealloc_len = 0;
2646                 bool delalloc;
2647
2648                 delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode, cur_offset, end,
2649                                                         delalloc_cached_state,
2650                                                         &delalloc_start,
2651                                                         &delalloc_end);
2652                 if (!delalloc)
2653                         break;
2654
2655                 /*
2656                  * If this is a prealloc extent we have to report every section
2657                  * of it that has no delalloc.
2658                  */
2659                 if (disk_bytenr != 0) {
2660                         if (last_delalloc_end == 0) {
2661                                 prealloc_start = start;
2662                                 prealloc_len = delalloc_start - start;
2663                         } else {
2664                                 prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
2665                                 prealloc_len = delalloc_start - prealloc_start;
2666                         }
2667                 }
2668
2669                 if (prealloc_len > 0) {
2670                         if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
2671                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
2672                                                                   disk_bytenr,
2673                                                                   extent_gen,
2674                                                                   backref_ctx);
2675                                 if (ret < 0)
2676                                         return ret;
2677                                 else if (ret > 0)
2678                                         prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
2679
2680                                 checked_extent_shared = true;
2681                         }
2682                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
2683                                                  disk_bytenr + extent_offset,
2684                                                  prealloc_len, prealloc_flags);
2685                         if (ret)
2686                                 return ret;
2687                         extent_offset += prealloc_len;
2688                 }
2689
2690                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, delalloc_start, 0,
2691                                          delalloc_end + 1 - delalloc_start,
2692                                          FIEMAP_EXTENT_DELALLOC |
2693                                          FIEMAP_EXTENT_UNKNOWN);
2694                 if (ret)
2695                         return ret;
2696
2697                 last_delalloc_end = delalloc_end;
2698                 cur_offset = delalloc_end + 1;
2699                 extent_offset += cur_offset - delalloc_start;
2700                 cond_resched();
2701         }
2702
2703         /*
2704          * Either we found no delalloc for the whole prealloc extent or we have
2705          * a prealloc extent that spans i_size or starts at or after i_size.
2706          */
2707         if (disk_bytenr != 0 && last_delalloc_end < end) {
2708                 u64 prealloc_start;
2709                 u64 prealloc_len;
2710
2711                 if (last_delalloc_end == 0) {
2712                         prealloc_start = start;
2713                         prealloc_len = end + 1 - start;
2714                 } else {
2715                         prealloc_start = last_delalloc_end + 1;
2716                         prealloc_len = end + 1 - prealloc_start;
2717                 }
2718
2719                 if (!checked_extent_shared && fieinfo->fi_extents_max) {
2720                         ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
2721                                                           disk_bytenr,
2722                                                           extent_gen,
2723                                                           backref_ctx);
2724                         if (ret < 0)
2725                                 return ret;
2726                         else if (ret > 0)
2727                                 prealloc_flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
2728                 }
2729                 ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, cache, prealloc_start,
2730                                          disk_bytenr + extent_offset,
2731                                          prealloc_len, prealloc_flags);
2732                 if (ret)
2733                         return ret;
2734         }
2735
2736         return 0;
2737 }
2738
2739 static int fiemap_find_last_extent_offset(struct btrfs_inode *inode,
2740                                           struct btrfs_path *path,
2741                                           u64 *last_extent_end_ret)
2742 {
2743         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2744         struct btrfs_root *root = inode->root;
2745         struct extent_buffer *leaf;
2746         struct btrfs_file_extent_item *ei;
2747         struct btrfs_key key;
2748         u64 disk_bytenr;
2749         int ret;
2750
2751         /*
2752          * Lookup the last file extent. We're not using i_size here because
2753          * there might be preallocation past i_size.
2754          */
2755         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino, (u64)-1, 0);
2756         /* There can't be a file extent item at offset (u64)-1 */
2757         ASSERT(ret != 0);
2758         if (ret < 0)
2759                 return ret;
2760
2761         /*
2762          * For a non-existing key, btrfs_search_slot() always leaves us at a
2763          * slot > 0, except if the btree is empty, which is impossible because
2764          * at least it has the inode item for this inode and all the items for
2765          * the root inode 256.
2766          */
2767         ASSERT(path->slots[0] > 0);
2768         path->slots[0]--;
2769         leaf = path->nodes[0];
2770         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2771         if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2772                 /* No file extent items in the subvolume tree. */
2773                 *last_extent_end_ret = 0;
2774                 return 0;
2775         }
2776
2777         /*
2778          * For an inline extent, the disk_bytenr is where inline data starts at,
2779          * so first check if we have an inline extent item before checking if we
2780          * have an implicit hole (disk_bytenr == 0).
2781          */
2782         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
2783         if (btrfs_file_extent_type(leaf, ei) == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2784                 *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
2785                 return 0;
2786         }
2787
2788         /*
2789          * Find the last file extent item that is not a hole (when NO_HOLES is
2790          * not enabled). This should take at most 2 iterations in the worst
2791          * case: we have one hole file extent item at slot 0 of a leaf and
2792          * another hole file extent item as the last item in the previous leaf.
2793          * This is because we merge file extent items that represent holes.
2794          */
2795         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2796         while (disk_bytenr == 0) {
2797                 ret = btrfs_previous_item(root, path, ino, BTRFS_EXTENT_DATA_KEY);
2798                 if (ret < 0) {
2799                         return ret;
2800                 } else if (ret > 0) {
2801                         /* No file extent items that are not holes. */
2802                         *last_extent_end_ret = 0;
2803                         return 0;
2804                 }
2805                 leaf = path->nodes[0];
2806                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2807                                     struct btrfs_file_extent_item);
2808                 disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2809         }
2810
2811         *last_extent_end_ret = btrfs_file_extent_end(path);
2812         return 0;
2813 }
2814
2815 int extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
2816                   u64 start, u64 len)
2817 {
2818         const u64 ino = btrfs_ino(inode);
2819         struct extent_state *cached_state = NULL;
2820         struct extent_state *delalloc_cached_state = NULL;
2821         struct btrfs_path *path;
2822         struct fiemap_cache cache = { 0 };
2823         struct btrfs_backref_share_check_ctx *backref_ctx;
2824         u64 last_extent_end;
2825         u64 prev_extent_end;
2826         u64 lockstart;
2827         u64 lockend;
2828         bool stopped = false;
2829         int ret;
2830
2831         backref_ctx = btrfs_alloc_backref_share_check_ctx();
2832         path = btrfs_alloc_path();
2833         if (!backref_ctx || !path) {
2834                 ret = -ENOMEM;
2835                 goto out;
2836         }
2837
2838         lockstart = round_down(start, inode->root->fs_info->sectorsize);
2839         lockend = round_up(start + len, inode->root->fs_info->sectorsize);
2840         prev_extent_end = lockstart;
2841
2842         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
2843         lock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
2844
2845         ret = fiemap_find_last_extent_offset(inode, path, &last_extent_end);
2846         if (ret < 0)
2847                 goto out_unlock;
2848         btrfs_release_path(path);
2849
2850         path->reada = READA_FORWARD;
2851         ret = fiemap_search_slot(inode, path, lockstart);
2852         if (ret < 0) {
2853                 goto out_unlock;
2854         } else if (ret > 0) {
2855                 /*
2856                  * No file extent item found, but we may have delalloc between
2857                  * the current offset and i_size. So check for that.
2858                  */
2859                 ret = 0;
2860                 goto check_eof_delalloc;
2861         }
2862
2863         while (prev_extent_end < lockend) {
2864                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
2865                 struct btrfs_file_extent_item *ei;
2866                 struct btrfs_key key;
2867                 u64 extent_end;
2868                 u64 extent_len;
2869                 u64 extent_offset = 0;
2870                 u64 extent_gen;
2871                 u64 disk_bytenr = 0;
2872                 u64 flags = 0;
2873                 int extent_type;
2874                 u8 compression;
2875
2876                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
2877                 if (key.objectid != ino || key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2878                         break;
2879
2880                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2881
2882                 /*
2883                  * The first iteration can leave us at an extent item that ends
2884                  * before our range's start. Move to the next item.
2885                  */
2886                 if (extent_end <= lockstart)
2887                         goto next_item;
2888
2889                 backref_ctx->curr_leaf_bytenr = leaf->start;
2890
2891                 /* We have in implicit hole (NO_HOLES feature enabled). */
2892                 if (prev_extent_end < key.offset) {
2893                         const u64 range_end = min(key.offset, lockend) - 1;
2894
2895                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
2896                                                   &delalloc_cached_state,
2897                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
2898                                                   prev_extent_end, range_end);
2899                         if (ret < 0) {
2900                                 goto out_unlock;
2901                         } else if (ret > 0) {
2902                                 /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
2903                                 stopped = true;
2904                                 break;
2905                         }
2906
2907                         /* We've reached the end of the fiemap range, stop. */
2908                         if (key.offset >= lockend) {
2909                                 stopped = true;
2910                                 break;
2911                         }
2912                 }
2913
2914                 extent_len = extent_end - key.offset;
2915                 ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2916                                     struct btrfs_file_extent_item);
2917                 compression = btrfs_file_extent_compression(leaf, ei);
2918                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, ei);
2919                 extent_gen = btrfs_file_extent_generation(leaf, ei);
2920
2921                 if (extent_type != BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2922                         disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, ei);
2923                         if (compression == BTRFS_COMPRESS_NONE)
2924                                 extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, ei);
2925                 }
2926
2927                 if (compression != BTRFS_COMPRESS_NONE)
2928                         flags |= FIEMAP_EXTENT_ENCODED;
2929
2930                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
2931                         flags |= FIEMAP_EXTENT_DATA_INLINE;
2932                         flags |= FIEMAP_EXTENT_NOT_ALIGNED;
2933                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset, 0,
2934                                                  extent_len, flags);
2935                 } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2936                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
2937                                                   &delalloc_cached_state,
2938                                                   backref_ctx,
2939                                                   disk_bytenr, extent_offset,
2940                                                   extent_gen, key.offset,
2941                                                   extent_end - 1);
2942                 } else if (disk_bytenr == 0) {
2943                         /* We have an explicit hole. */
2944                         ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
2945                                                   &delalloc_cached_state,
2946                                                   backref_ctx, 0, 0, 0,
2947                                                   key.offset, extent_end - 1);
2948                 } else {
2949                         /* We have a regular extent. */
2950                         if (fieinfo->fi_extents_max) {
2951                                 ret = btrfs_is_data_extent_shared(inode,
2952                                                                   disk_bytenr,
2953                                                                   extent_gen,
2954                                                                   backref_ctx);
2955                                 if (ret < 0)
2956                                         goto out_unlock;
2957                                 else if (ret > 0)
2958                                         flags |= FIEMAP_EXTENT_SHARED;
2959                         }
2960
2961                         ret = emit_fiemap_extent(fieinfo, &cache, key.offset,
2962                                                  disk_bytenr + extent_offset,
2963                                                  extent_len, flags);
2964                 }
2965
2966                 if (ret < 0) {
2967                         goto out_unlock;
2968                 } else if (ret > 0) {
2969                         /* fiemap_fill_next_extent() told us to stop. */
2970                         stopped = true;
2971                         break;
2972                 }
2973
2974                 prev_extent_end = extent_end;
2975 next_item:
2976                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2977                         ret = -EINTR;
2978                         goto out_unlock;
2979                 }
2980
2981                 ret = fiemap_next_leaf_item(inode, path);
2982                 if (ret < 0) {
2983                         goto out_unlock;
2984                 } else if (ret > 0) {
2985                         /* No more file extent items for this inode. */
2986                         break;
2987                 }
2988                 cond_resched();
2989         }
2990
2991 check_eof_delalloc:
2992         /*
2993          * Release (and free) the path before emitting any final entries to
2994          * fiemap_fill_next_extent() to keep lockdep happy. This is because
2995          * once we find no more file extent items exist, we may have a
2996          * non-cloned leaf, and fiemap_fill_next_extent() can trigger page
2997          * faults when copying data to the user space buffer.
2998          */
2999         btrfs_free_path(path);
3000         path = NULL;
3001
3002         if (!stopped && prev_extent_end < lockend) {
3003                 ret = fiemap_process_hole(inode, fieinfo, &cache,
3004                                           &delalloc_cached_state, backref_ctx,
3005                                           0, 0, 0, prev_extent_end, lockend - 1);
3006                 if (ret < 0)
3007                         goto out_unlock;
3008                 prev_extent_end = lockend;
3009         }
3010
3011         if (cache.cached && cache.offset + cache.len >= last_extent_end) {
3012                 const u64 i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
3013
3014                 if (prev_extent_end < i_size) {
3015                         u64 delalloc_start;
3016                         u64 delalloc_end;
3017                         bool delalloc;
3018
3019                         delalloc = btrfs_find_delalloc_in_range(inode,
3020                                                                 prev_extent_end,
3021                                                                 i_size - 1,
3022                                                                 &delalloc_cached_state,
3023                                                                 &delalloc_start,
3024                                                                 &delalloc_end);
3025                         if (!delalloc)
3026                                 cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
3027                 } else {
3028                         cache.flags |= FIEMAP_EXTENT_LAST;
3029                 }
3030         }
3031
3032         ret = emit_last_fiemap_cache(fieinfo, &cache);
3033
3034 out_unlock:
3035         unlock_extent(&inode->io_tree, lockstart, lockend, &cached_state);
3036         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
3037 out:
3038         free_extent_state(delalloc_cached_state);
3039         btrfs_free_backref_share_ctx(backref_ctx);
3040         btrfs_free_path(path);
3041         return ret;
3042 }
3043
3044 static void __free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3045 {
3046         kmem_cache_free(extent_buffer_cache, eb);
3047 }
3048
3049 static int extent_buffer_under_io(const struct extent_buffer *eb)
3050 {
3051         return (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITEBACK, &eb->bflags) ||
3052                 test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
3053 }
3054
3055 static bool page_range_has_eb(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
3056 {
3057         struct btrfs_subpage *subpage;
3058
3059         lockdep_assert_held(&page->mapping->private_lock);
3060
3061         if (PagePrivate(page)) {
3062                 subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
3063                 if (atomic_read(&subpage->eb_refs))
3064                         return true;
3065                 /*
3066                  * Even there is no eb refs here, we may still have
3067                  * end_page_read() call relying on page::private.
3068                  */
3069                 if (atomic_read(&subpage->readers))
3070                         return true;
3071         }
3072         return false;
3073 }
3074
3075 static void detach_extent_buffer_page(struct extent_buffer *eb, struct page *page)
3076 {
3077         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3078         const bool mapped = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
3079
3080         /*
3081          * For mapped eb, we're going to change the page private, which should
3082          * be done under the private_lock.
3083          */
3084         if (mapped)
3085                 spin_lock(&page->mapping->private_lock);
3086
3087         if (!PagePrivate(page)) {
3088                 if (mapped)
3089                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3090                 return;
3091         }
3092
3093         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE) {
3094                 /*
3095                  * We do this since we'll remove the pages after we've
3096                  * removed the eb from the radix tree, so we could race
3097                  * and have this page now attached to the new eb.  So
3098                  * only clear page_private if it's still connected to
3099                  * this eb.
3100                  */
3101                 if (PagePrivate(page) &&
3102                     page->private == (unsigned long)eb) {
3103                         BUG_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags));
3104                         BUG_ON(PageDirty(page));
3105                         BUG_ON(PageWriteback(page));
3106                         /*
3107                          * We need to make sure we haven't be attached
3108                          * to a new eb.
3109                          */
3110                         detach_page_private(page);
3111                 }
3112                 if (mapped)
3113                         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3114                 return;
3115         }
3116
3117         /*
3118          * For subpage, we can have dummy eb with page private.  In this case,
3119          * we can directly detach the private as such page is only attached to
3120          * one dummy eb, no sharing.
3121          */
3122         if (!mapped) {
3123                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3124                 return;
3125         }
3126
3127         btrfs_page_dec_eb_refs(fs_info, page);
3128
3129         /*
3130          * We can only detach the page private if there are no other ebs in the
3131          * page range and no unfinished IO.
3132          */
3133         if (!page_range_has_eb(fs_info, page))
3134                 btrfs_detach_subpage(fs_info, page);
3135
3136         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
3137 }
3138
3139 /* Release all pages attached to the extent buffer */
3140 static void btrfs_release_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb)
3141 {
3142         int i;
3143         int num_pages;
3144
3145         ASSERT(!extent_buffer_under_io(eb));
3146
3147         num_pages = num_extent_pages(eb);
3148         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3149                 struct page *page = eb->pages[i];
3150
3151                 if (!page)
3152                         continue;
3153
3154                 detach_extent_buffer_page(eb, page);
3155
3156                 /* One for when we allocated the page */
3157                 put_page(page);
3158         }
3159 }
3160
3161 /*
3162  * Helper for releasing the extent buffer.
3163  */
3164 static inline void btrfs_release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3165 {
3166         btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
3167         btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
3168         __free_extent_buffer(eb);
3169 }
3170
3171 static struct extent_buffer *
3172 __alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start,
3173                       unsigned long len)
3174 {
3175         struct extent_buffer *eb = NULL;
3176
3177         eb = kmem_cache_zalloc(extent_buffer_cache, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
3178         eb->start = start;
3179         eb->len = len;
3180         eb->fs_info = fs_info;
3181         init_rwsem(&eb->lock);
3182
3183         btrfs_leak_debug_add_eb(eb);
3184
3185         spin_lock_init(&eb->refs_lock);
3186         atomic_set(&eb->refs, 1);
3187
3188         ASSERT(len <= BTRFS_MAX_METADATA_BLOCKSIZE);
3189
3190         return eb;
3191 }
3192
3193 struct extent_buffer *btrfs_clone_extent_buffer(const struct extent_buffer *src)
3194 {
3195         int i;
3196         struct extent_buffer *new;
3197         int num_pages = num_extent_pages(src);
3198         int ret;
3199
3200         new = __alloc_extent_buffer(src->fs_info, src->start, src->len);
3201         if (new == NULL)
3202                 return NULL;
3203
3204         /*
3205          * Set UNMAPPED before calling btrfs_release_extent_buffer(), as
3206          * btrfs_release_extent_buffer() have different behavior for
3207          * UNMAPPED subpage extent buffer.
3208          */
3209         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &new->bflags);
3210
3211         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, new->pages);
3212         if (ret) {
3213                 btrfs_release_extent_buffer(new);
3214                 return NULL;
3215         }
3216
3217         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3218                 int ret;
3219                 struct page *p = new->pages[i];
3220
3221                 ret = attach_extent_buffer_page(new, p, NULL);
3222                 if (ret < 0) {
3223                         btrfs_release_extent_buffer(new);
3224                         return NULL;
3225                 }
3226                 WARN_ON(PageDirty(p));
3227         }
3228         copy_extent_buffer_full(new, src);
3229         set_extent_buffer_uptodate(new);
3230
3231         return new;
3232 }
3233
3234 struct extent_buffer *__alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3235                                                   u64 start, unsigned long len)
3236 {
3237         struct extent_buffer *eb;
3238         int num_pages;
3239         int i;
3240         int ret;
3241
3242         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
3243         if (!eb)
3244                 return NULL;
3245
3246         num_pages = num_extent_pages(eb);
3247         ret = btrfs_alloc_page_array(num_pages, eb->pages);
3248         if (ret)
3249                 goto err;
3250
3251         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3252                 struct page *p = eb->pages[i];
3253
3254                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, NULL);
3255                 if (ret < 0)
3256                         goto err;
3257         }
3258
3259         set_extent_buffer_uptodate(eb);
3260         btrfs_set_header_nritems(eb, 0);
3261         set_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
3262
3263         return eb;
3264 err:
3265         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3266                 if (eb->pages[i]) {
3267                         detach_extent_buffer_page(eb, eb->pages[i]);
3268                         __free_page(eb->pages[i]);
3269                 }
3270         }
3271         __free_extent_buffer(eb);
3272         return NULL;
3273 }
3274
3275 struct extent_buffer *alloc_dummy_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3276                                                 u64 start)
3277 {
3278         return __alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start, fs_info->nodesize);
3279 }
3280
3281 static void check_buffer_tree_ref(struct extent_buffer *eb)
3282 {
3283         int refs;
3284         /*
3285          * The TREE_REF bit is first set when the extent_buffer is added
3286          * to the radix tree. It is also reset, if unset, when a new reference
3287          * is created by find_extent_buffer.
3288          *
3289          * It is only cleared in two cases: freeing the last non-tree
3290          * reference to the extent_buffer when its STALE bit is set or
3291          * calling release_folio when the tree reference is the only reference.
3292          *
3293          * In both cases, care is taken to ensure that the extent_buffer's
3294          * pages are not under io. However, release_folio can be concurrently
3295          * called with creating new references, which is prone to race
3296          * conditions between the calls to check_buffer_tree_ref in those
3297          * codepaths and clearing TREE_REF in try_release_extent_buffer.
3298          *
3299          * The actual lifetime of the extent_buffer in the radix tree is
3300          * adequately protected by the refcount, but the TREE_REF bit and
3301          * its corresponding reference are not. To protect against this
3302          * class of races, we call check_buffer_tree_ref from the codepaths
3303          * which trigger io. Note that once io is initiated, TREE_REF can no
3304          * longer be cleared, so that is the moment at which any such race is
3305          * best fixed.
3306          */
3307         refs = atomic_read(&eb->refs);
3308         if (refs >= 2 && test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3309                 return;
3310
3311         spin_lock(&eb->refs_lock);
3312         if (!test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3313                 atomic_inc(&eb->refs);
3314         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3315 }
3316
3317 static void mark_extent_buffer_accessed(struct extent_buffer *eb,
3318                 struct page *accessed)
3319 {
3320         int num_pages, i;
3321
3322         check_buffer_tree_ref(eb);
3323
3324         num_pages = num_extent_pages(eb);
3325         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3326                 struct page *p = eb->pages[i];
3327
3328                 if (p != accessed)
3329                         mark_page_accessed(p);
3330         }
3331 }
3332
3333 struct extent_buffer *find_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3334                                          u64 start)
3335 {
3336         struct extent_buffer *eb;
3337
3338         eb = find_extent_buffer_nolock(fs_info, start);
3339         if (!eb)
3340                 return NULL;
3341         /*
3342          * Lock our eb's refs_lock to avoid races with free_extent_buffer().
3343          * When we get our eb it might be flagged with EXTENT_BUFFER_STALE and
3344          * another task running free_extent_buffer() might have seen that flag
3345          * set, eb->refs == 2, that the buffer isn't under IO (dirty and
3346          * writeback flags not set) and it's still in the tree (flag
3347          * EXTENT_BUFFER_TREE_REF set), therefore being in the process of
3348          * decrementing the extent buffer's reference count twice.  So here we
3349          * could race and increment the eb's reference count, clear its stale
3350          * flag, mark it as dirty and drop our reference before the other task
3351          * finishes executing free_extent_buffer, which would later result in
3352          * an attempt to free an extent buffer that is dirty.
3353          */
3354         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags)) {
3355                 spin_lock(&eb->refs_lock);
3356                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
3357         }
3358         mark_extent_buffer_accessed(eb, NULL);
3359         return eb;
3360 }
3361
3362 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
3363 struct extent_buffer *alloc_test_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3364                                         u64 start)
3365 {
3366         struct extent_buffer *eb, *exists = NULL;
3367         int ret;
3368
3369         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
3370         if (eb)
3371                 return eb;
3372         eb = alloc_dummy_extent_buffer(fs_info, start);
3373         if (!eb)
3374                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3375         eb->fs_info = fs_info;
3376 again:
3377         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
3378         if (ret) {
3379                 exists = ERR_PTR(ret);
3380                 goto free_eb;
3381         }
3382         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3383         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
3384                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
3385         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3386         radix_tree_preload_end();
3387         if (ret == -EEXIST) {
3388                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
3389                 if (exists)
3390                         goto free_eb;
3391                 else
3392                         goto again;
3393         }
3394         check_buffer_tree_ref(eb);
3395         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
3396
3397         return eb;
3398 free_eb:
3399         btrfs_release_extent_buffer(eb);
3400         return exists;
3401 }
3402 #endif
3403
3404 static struct extent_buffer *grab_extent_buffer(
3405                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page)
3406 {
3407         struct extent_buffer *exists;
3408
3409         /*
3410          * For subpage case, we completely rely on radix tree to ensure we
3411          * don't try to insert two ebs for the same bytenr.  So here we always
3412          * return NULL and just continue.
3413          */
3414         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
3415                 return NULL;
3416
3417         /* Page not yet attached to an extent buffer */
3418         if (!PagePrivate(page))
3419                 return NULL;
3420
3421         /*
3422          * We could have already allocated an eb for this page and attached one
3423          * so lets see if we can get a ref on the existing eb, and if we can we
3424          * know it's good and we can just return that one, else we know we can
3425          * just overwrite page->private.
3426          */
3427         exists = (struct extent_buffer *)page->private;
3428         if (atomic_inc_not_zero(&exists->refs))
3429                 return exists;
3430
3431         WARN_ON(PageDirty(page));
3432         detach_page_private(page);
3433         return NULL;
3434 }
3435
3436 static int check_eb_alignment(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 start)
3437 {
3438         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize)) {
3439                 btrfs_err(fs_info, "bad tree block start %llu", start);
3440                 return -EINVAL;
3441         }
3442
3443         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE &&
3444             offset_in_page(start) + fs_info->nodesize > PAGE_SIZE) {
3445                 btrfs_err(fs_info,
3446                 "tree block crosses page boundary, start %llu nodesize %u",
3447                           start, fs_info->nodesize);
3448                 return -EINVAL;
3449         }
3450         if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE &&
3451             !PAGE_ALIGNED(start)) {
3452                 btrfs_err(fs_info,
3453                 "tree block is not page aligned, start %llu nodesize %u",
3454                           start, fs_info->nodesize);
3455                 return -EINVAL;
3456         }
3457         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->nodesize) &&
3458             !test_and_set_bit(BTRFS_FS_UNALIGNED_TREE_BLOCK, &fs_info->flags)) {
3459                 btrfs_warn(fs_info,
3460 "tree block not nodesize aligned, start %llu nodesize %u, can be resolved by a full metadata balance",
3461                               start, fs_info->nodesize);
3462         }
3463         return 0;
3464 }
3465
3466 struct extent_buffer *alloc_extent_buffer(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3467                                           u64 start, u64 owner_root, int level)
3468 {
3469         unsigned long len = fs_info->nodesize;
3470         int num_pages;
3471         int i;
3472         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
3473         struct extent_buffer *eb;
3474         struct extent_buffer *exists = NULL;
3475         struct page *p;
3476         struct address_space *mapping = fs_info->btree_inode->i_mapping;
3477         struct btrfs_subpage *prealloc = NULL;
3478         u64 lockdep_owner = owner_root;
3479         int uptodate = 1;
3480         int ret;
3481
3482         if (check_eb_alignment(fs_info, start))
3483                 return ERR_PTR(-EINVAL);
3484
3485 #if BITS_PER_LONG == 32
3486         if (start >= MAX_LFS_FILESIZE) {
3487                 btrfs_err_rl(fs_info,
3488                 "extent buffer %llu is beyond 32bit page cache limit", start);
3489                 btrfs_err_32bit_limit(fs_info);
3490                 return ERR_PTR(-EOVERFLOW);
3491         }
3492         if (start >= BTRFS_32BIT_EARLY_WARN_THRESHOLD)
3493                 btrfs_warn_32bit_limit(fs_info);
3494 #endif
3495
3496         eb = find_extent_buffer(fs_info, start);
3497         if (eb)
3498                 return eb;
3499
3500         eb = __alloc_extent_buffer(fs_info, start, len);
3501         if (!eb)
3502                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
3503
3504         /*
3505          * The reloc trees are just snapshots, so we need them to appear to be
3506          * just like any other fs tree WRT lockdep.
3507          */
3508         if (lockdep_owner == BTRFS_TREE_RELOC_OBJECTID)
3509                 lockdep_owner = BTRFS_FS_TREE_OBJECTID;
3510
3511         btrfs_set_buffer_lockdep_class(lockdep_owner, eb, level);
3512
3513         num_pages = num_extent_pages(eb);
3514
3515         /*
3516          * Preallocate page->private for subpage case, so that we won't
3517          * allocate memory with private_lock nor page lock hold.
3518          *
3519          * The memory will be freed by attach_extent_buffer_page() or freed
3520          * manually if we exit earlier.
3521          */
3522         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
3523                 prealloc = btrfs_alloc_subpage(fs_info, BTRFS_SUBPAGE_METADATA);
3524                 if (IS_ERR(prealloc)) {
3525                         exists = ERR_CAST(prealloc);
3526                         goto free_eb;
3527                 }
3528         }
3529
3530         for (i = 0; i < num_pages; i++, index++) {
3531                 p = find_or_create_page(mapping, index, GFP_NOFS|__GFP_NOFAIL);
3532                 if (!p) {
3533                         exists = ERR_PTR(-ENOMEM);
3534                         btrfs_free_subpage(prealloc);
3535                         goto free_eb;
3536                 }
3537
3538                 spin_lock(&mapping->private_lock);
3539                 exists = grab_extent_buffer(fs_info, p);
3540                 if (exists) {
3541                         spin_unlock(&mapping->private_lock);
3542                         unlock_page(p);
3543                         put_page(p);
3544                         mark_extent_buffer_accessed(exists, p);
3545                         btrfs_free_subpage(prealloc);
3546                         goto free_eb;
3547                 }
3548                 /* Should not fail, as we have preallocated the memory */
3549                 ret = attach_extent_buffer_page(eb, p, prealloc);
3550                 ASSERT(!ret);
3551                 /*
3552                  * To inform we have extra eb under allocation, so that
3553                  * detach_extent_buffer_page() won't release the page private
3554                  * when the eb hasn't yet been inserted into radix tree.
3555                  *
3556                  * The ref will be decreased when the eb released the page, in
3557                  * detach_extent_buffer_page().
3558                  * Thus needs no special handling in error path.
3559                  */
3560                 btrfs_page_inc_eb_refs(fs_info, p);
3561                 spin_unlock(&mapping->private_lock);
3562
3563                 WARN_ON(btrfs_page_test_dirty(fs_info, p, eb->start, eb->len));
3564                 eb->pages[i] = p;
3565                 if (!btrfs_page_test_uptodate(fs_info, p, eb->start, eb->len))
3566                         uptodate = 0;
3567
3568                 /*
3569                  * We can't unlock the pages just yet since the extent buffer
3570                  * hasn't been properly inserted in the radix tree, this
3571                  * opens a race with btree_release_folio which can free a page
3572                  * while we are still filling in all pages for the buffer and
3573                  * we could crash.
3574                  */
3575         }
3576         if (uptodate)
3577                 set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3578 again:
3579         ret = radix_tree_preload(GFP_NOFS);
3580         if (ret) {
3581                 exists = ERR_PTR(ret);
3582                 goto free_eb;
3583         }
3584
3585         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3586         ret = radix_tree_insert(&fs_info->buffer_radix,
3587                                 start >> fs_info->sectorsize_bits, eb);
3588         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3589         radix_tree_preload_end();
3590         if (ret == -EEXIST) {
3591                 exists = find_extent_buffer(fs_info, start);
3592                 if (exists)
3593                         goto free_eb;
3594                 else
3595                         goto again;
3596         }
3597         /* add one reference for the tree */
3598         check_buffer_tree_ref(eb);
3599         set_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags);
3600
3601         /*
3602          * Now it's safe to unlock the pages because any calls to
3603          * btree_release_folio will correctly detect that a page belongs to a
3604          * live buffer and won't free them prematurely.
3605          */
3606         for (i = 0; i < num_pages; i++)
3607                 unlock_page(eb->pages[i]);
3608         return eb;
3609
3610 free_eb:
3611         WARN_ON(!atomic_dec_and_test(&eb->refs));
3612         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3613                 if (eb->pages[i])
3614                         unlock_page(eb->pages[i]);
3615         }
3616
3617         btrfs_release_extent_buffer(eb);
3618         return exists;
3619 }
3620
3621 static inline void btrfs_release_extent_buffer_rcu(struct rcu_head *head)
3622 {
3623         struct extent_buffer *eb =
3624                         container_of(head, struct extent_buffer, rcu_head);
3625
3626         __free_extent_buffer(eb);
3627 }
3628
3629 static int release_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3630         __releases(&eb->refs_lock)
3631 {
3632         lockdep_assert_held(&eb->refs_lock);
3633
3634         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3635         if (atomic_dec_and_test(&eb->refs)) {
3636                 if (test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_IN_TREE, &eb->bflags)) {
3637                         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3638
3639                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3640
3641                         spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
3642                         radix_tree_delete(&fs_info->buffer_radix,
3643                                           eb->start >> fs_info->sectorsize_bits);
3644                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
3645                 } else {
3646                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3647                 }
3648
3649                 btrfs_leak_debug_del_eb(eb);
3650                 /* Should be safe to release our pages at this point */
3651                 btrfs_release_extent_buffer_pages(eb);
3652 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
3653                 if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags))) {
3654                         __free_extent_buffer(eb);
3655                         return 1;
3656                 }
3657 #endif
3658                 call_rcu(&eb->rcu_head, btrfs_release_extent_buffer_rcu);
3659                 return 1;
3660         }
3661         spin_unlock(&eb->refs_lock);
3662
3663         return 0;
3664 }
3665
3666 void free_extent_buffer(struct extent_buffer *eb)
3667 {
3668         int refs;
3669         if (!eb)
3670                 return;
3671
3672         refs = atomic_read(&eb->refs);
3673         while (1) {
3674                 if ((!test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) && refs <= 3)
3675                     || (test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags) &&
3676                         refs == 1))
3677                         break;
3678                 if (atomic_try_cmpxchg(&eb->refs, &refs, refs - 1))
3679                         return;
3680         }
3681
3682         spin_lock(&eb->refs_lock);
3683         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 &&
3684             test_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags) &&
3685             !extent_buffer_under_io(eb) &&
3686             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3687                 atomic_dec(&eb->refs);
3688
3689         /*
3690          * I know this is terrible, but it's temporary until we stop tracking
3691          * the uptodate bits and such for the extent buffers.
3692          */
3693         release_extent_buffer(eb);
3694 }
3695
3696 void free_extent_buffer_stale(struct extent_buffer *eb)
3697 {
3698         if (!eb)
3699                 return;
3700
3701         spin_lock(&eb->refs_lock);
3702         set_bit(EXTENT_BUFFER_STALE, &eb->bflags);
3703
3704         if (atomic_read(&eb->refs) == 2 && !extent_buffer_under_io(eb) &&
3705             test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags))
3706                 atomic_dec(&eb->refs);
3707         release_extent_buffer(eb);
3708 }
3709
3710 static void btree_clear_page_dirty(struct page *page)
3711 {
3712         ASSERT(PageDirty(page));
3713         ASSERT(PageLocked(page));
3714         clear_page_dirty_for_io(page);
3715         xa_lock_irq(&page->mapping->i_pages);
3716         if (!PageDirty(page))
3717                 __xa_clear_mark(&page->mapping->i_pages,
3718                                 page_index(page), PAGECACHE_TAG_DIRTY);
3719         xa_unlock_irq(&page->mapping->i_pages);
3720 }
3721
3722 static void clear_subpage_extent_buffer_dirty(const struct extent_buffer *eb)
3723 {
3724         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3725         struct page *page = eb->pages[0];
3726         bool last;
3727
3728         /* btree_clear_page_dirty() needs page locked */
3729         lock_page(page);
3730         last = btrfs_subpage_clear_and_test_dirty(fs_info, page, eb->start,
3731                                                   eb->len);
3732         if (last)
3733                 btree_clear_page_dirty(page);
3734         unlock_page(page);
3735         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3736 }
3737
3738 void btrfs_clear_buffer_dirty(struct btrfs_trans_handle *trans,
3739                               struct extent_buffer *eb)
3740 {
3741         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3742         int i;
3743         int num_pages;
3744         struct page *page;
3745
3746         btrfs_assert_tree_write_locked(eb);
3747
3748         if (trans && btrfs_header_generation(eb) != trans->transid)
3749                 return;
3750
3751         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags))
3752                 return;
3753
3754         percpu_counter_add_batch(&fs_info->dirty_metadata_bytes, -eb->len,
3755                                  fs_info->dirty_metadata_batch);
3756
3757         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE)
3758                 return clear_subpage_extent_buffer_dirty(eb);
3759
3760         num_pages = num_extent_pages(eb);
3761
3762         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3763                 page = eb->pages[i];
3764                 if (!PageDirty(page))
3765                         continue;
3766                 lock_page(page);
3767                 btree_clear_page_dirty(page);
3768                 unlock_page(page);
3769         }
3770         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3771 }
3772
3773 void set_extent_buffer_dirty(struct extent_buffer *eb)
3774 {
3775         int i;
3776         int num_pages;
3777         bool was_dirty;
3778
3779         check_buffer_tree_ref(eb);
3780
3781         was_dirty = test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_DIRTY, &eb->bflags);
3782
3783         num_pages = num_extent_pages(eb);
3784         WARN_ON(atomic_read(&eb->refs) == 0);
3785         WARN_ON(!test_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags));
3786
3787         if (!was_dirty) {
3788                 bool subpage = eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE;
3789
3790                 /*
3791                  * For subpage case, we can have other extent buffers in the
3792                  * same page, and in clear_subpage_extent_buffer_dirty() we
3793                  * have to clear page dirty without subpage lock held.
3794                  * This can cause race where our page gets dirty cleared after
3795                  * we just set it.
3796                  *
3797                  * Thankfully, clear_subpage_extent_buffer_dirty() has locked
3798                  * its page for other reasons, we can use page lock to prevent
3799                  * the above race.
3800                  */
3801                 if (subpage)
3802                         lock_page(eb->pages[0]);
3803                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
3804                         btrfs_page_set_dirty(eb->fs_info, eb->pages[i],
3805                                              eb->start, eb->len);
3806                 if (subpage)
3807                         unlock_page(eb->pages[0]);
3808                 percpu_counter_add_batch(&eb->fs_info->dirty_metadata_bytes,
3809                                          eb->len,
3810                                          eb->fs_info->dirty_metadata_batch);
3811         }
3812 #ifdef CONFIG_BTRFS_DEBUG
3813         for (i = 0; i < num_pages; i++)
3814                 ASSERT(PageDirty(eb->pages[i]));
3815 #endif
3816 }
3817
3818 void clear_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
3819 {
3820         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3821         struct page *page;
3822         int num_pages;
3823         int i;
3824
3825         clear_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3826         num_pages = num_extent_pages(eb);
3827         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3828                 page = eb->pages[i];
3829                 if (!page)
3830                         continue;
3831
3832                 /*
3833                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
3834                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
3835                  */
3836                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
3837                         ClearPageUptodate(page);
3838                 else
3839                         btrfs_subpage_clear_uptodate(fs_info, page, eb->start,
3840                                                      eb->len);
3841         }
3842 }
3843
3844 void set_extent_buffer_uptodate(struct extent_buffer *eb)
3845 {
3846         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3847         struct page *page;
3848         int num_pages;
3849         int i;
3850
3851         set_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags);
3852         num_pages = num_extent_pages(eb);
3853         for (i = 0; i < num_pages; i++) {
3854                 page = eb->pages[i];
3855
3856                 /*
3857                  * This is special handling for metadata subpage, as regular
3858                  * btrfs_is_subpage() can not handle cloned/dummy metadata.
3859                  */
3860                 if (fs_info->nodesize >= PAGE_SIZE)
3861                         SetPageUptodate(page);
3862                 else
3863                         btrfs_subpage_set_uptodate(fs_info, page, eb->start,
3864                                                    eb->len);
3865         }
3866 }
3867
3868 static void extent_buffer_read_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
3869 {
3870         struct extent_buffer *eb = bbio->private;
3871         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
3872         bool uptodate = !bbio->bio.bi_status;
3873         struct bvec_iter_all iter_all;
3874         struct bio_vec *bvec;
3875         u32 bio_offset = 0;
3876
3877         eb->read_mirror = bbio->mirror_num;
3878
3879         if (uptodate &&
3880             btrfs_validate_extent_buffer(eb, &bbio->parent_check) < 0)
3881                 uptodate = false;
3882
3883         if (uptodate) {
3884                 set_extent_buffer_uptodate(eb);
3885         } else {
3886                 clear_extent_buffer_uptodate(eb);
3887                 set_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3888         }
3889
3890         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
3891                 u64 start = eb->start + bio_offset;
3892                 struct page *page = bvec->bv_page;
3893                 u32 len = bvec->bv_len;
3894
3895                 if (uptodate)
3896                         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, start, len);
3897                 else
3898                         btrfs_page_clear_uptodate(fs_info, page, start, len);
3899
3900                 bio_offset += len;
3901         }
3902
3903         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READING, &eb->bflags);
3904         smp_mb__after_atomic();
3905         wake_up_bit(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_READING);
3906         free_extent_buffer(eb);
3907
3908         bio_put(&bbio->bio);
3909 }
3910
3911 int read_extent_buffer_pages(struct extent_buffer *eb, int wait, int mirror_num,
3912                              struct btrfs_tree_parent_check *check)
3913 {
3914         int num_pages = num_extent_pages(eb), i;
3915         struct btrfs_bio *bbio;
3916
3917         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
3918                 return 0;
3919
3920         /*
3921          * We could have had EXTENT_BUFFER_UPTODATE cleared by the write
3922          * operation, which could potentially still be in flight.  In this case
3923          * we simply want to return an error.
3924          */
3925         if (unlikely(test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags)))
3926                 return -EIO;
3927
3928         /* Someone else is already reading the buffer, just wait for it. */
3929         if (test_and_set_bit(EXTENT_BUFFER_READING, &eb->bflags))
3930                 goto done;
3931
3932         clear_bit(EXTENT_BUFFER_READ_ERR, &eb->bflags);
3933         eb->read_mirror = 0;
3934         check_buffer_tree_ref(eb);
3935         atomic_inc(&eb->refs);
3936
3937         bbio = btrfs_bio_alloc(INLINE_EXTENT_BUFFER_PAGES,
3938                                REQ_OP_READ | REQ_META, eb->fs_info,
3939                                extent_buffer_read_end_io, eb);
3940         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = eb->start >> SECTOR_SHIFT;
3941         bbio->inode = BTRFS_I(eb->fs_info->btree_inode);
3942         bbio->file_offset = eb->start;
3943         memcpy(&bbio->parent_check, check, sizeof(*check));
3944         if (eb->fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
3945                 __bio_add_page(&bbio->bio, eb->pages[0], eb->len,
3946                                eb->start - page_offset(eb->pages[0]));
3947         } else {
3948                 for (i = 0; i < num_pages; i++)
3949                         __bio_add_page(&bbio->bio, eb->pages[i], PAGE_SIZE, 0);
3950         }
3951         btrfs_submit_bio(bbio, mirror_num);
3952
3953 done:
3954         if (wait == WAIT_COMPLETE) {
3955                 wait_on_bit_io(&eb->bflags, EXTENT_BUFFER_READING, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3956                 if (!test_bit(EXTENT_BUFFER_UPTODATE, &eb->bflags))
3957                         return -EIO;
3958         }
3959
3960         return 0;
3961 }
3962
3963 static bool report_eb_range(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
3964                             unsigned long len)
3965 {
3966         btrfs_warn(eb->fs_info,
3967                 "access to eb bytenr %llu len %lu out of range start %lu len %lu",
3968                 eb->start, eb->len, start, len);
3969         WARN_ON(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG));
3970
3971         return true;
3972 }
3973
3974 /*
3975  * Check if the [start, start + len) range is valid before reading/writing
3976  * the eb.
3977  * NOTE: @start and @len are offset inside the eb, not logical address.
3978  *
3979  * Caller should not touch the dst/src memory if this function returns error.
3980  */
3981 static inline int check_eb_range(const struct extent_buffer *eb,
3982                                  unsigned long start, unsigned long len)
3983 {
3984         unsigned long offset;
3985
3986         /* start, start + len should not go beyond eb->len nor overflow */
3987         if (unlikely(check_add_overflow(start, len, &offset) || offset > eb->len))
3988                 return report_eb_range(eb, start, len);
3989
3990         return false;
3991 }
3992
3993 void read_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, void *dstv,
3994                         unsigned long start, unsigned long len)
3995 {
3996         size_t cur;
3997         size_t offset;
3998         struct page *page;
3999         char *kaddr;
4000         char *dst = (char *)dstv;
4001         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4002
4003         if (check_eb_range(eb, start, len)) {
4004                 /*
4005                  * Invalid range hit, reset the memory, so callers won't get
4006                  * some random garbage for their uninitialzed memory.
4007                  */
4008                 memset(dstv, 0, len);
4009                 return;
4010         }
4011
4012         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4013
4014         while (len > 0) {
4015                 page = eb->pages[i];
4016
4017                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4018                 kaddr = page_address(page);
4019                 memcpy(dst, kaddr + offset, cur);
4020
4021                 dst += cur;
4022                 len -= cur;
4023                 offset = 0;
4024                 i++;
4025         }
4026 }
4027
4028 int read_extent_buffer_to_user_nofault(const struct extent_buffer *eb,
4029                                        void __user *dstv,
4030                                        unsigned long start, unsigned long len)
4031 {
4032         size_t cur;
4033         size_t offset;
4034         struct page *page;
4035         char *kaddr;
4036         char __user *dst = (char __user *)dstv;
4037         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4038         int ret = 0;
4039
4040         WARN_ON(start > eb->len);
4041         WARN_ON(start + len > eb->start + eb->len);
4042
4043         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4044
4045         while (len > 0) {
4046                 page = eb->pages[i];
4047
4048                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4049                 kaddr = page_address(page);
4050                 if (copy_to_user_nofault(dst, kaddr + offset, cur)) {
4051                         ret = -EFAULT;
4052                         break;
4053                 }
4054
4055                 dst += cur;
4056                 len -= cur;
4057                 offset = 0;
4058                 i++;
4059         }
4060
4061         return ret;
4062 }
4063
4064 int memcmp_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *ptrv,
4065                          unsigned long start, unsigned long len)
4066 {
4067         size_t cur;
4068         size_t offset;
4069         struct page *page;
4070         char *kaddr;
4071         char *ptr = (char *)ptrv;
4072         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4073         int ret = 0;
4074
4075         if (check_eb_range(eb, start, len))
4076                 return -EINVAL;
4077
4078         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4079
4080         while (len > 0) {
4081                 page = eb->pages[i];
4082
4083                 cur = min(len, (PAGE_SIZE - offset));
4084
4085                 kaddr = page_address(page);
4086                 ret = memcmp(ptr, kaddr + offset, cur);
4087                 if (ret)
4088                         break;
4089
4090                 ptr += cur;
4091                 len -= cur;
4092                 offset = 0;
4093                 i++;
4094         }
4095         return ret;
4096 }
4097
4098 /*
4099  * Check that the extent buffer is uptodate.
4100  *
4101  * For regular sector size == PAGE_SIZE case, check if @page is uptodate.
4102  * For subpage case, check if the range covered by the eb has EXTENT_UPTODATE.
4103  */
4104 static void assert_eb_page_uptodate(const struct extent_buffer *eb,
4105                                     struct page *page)
4106 {
4107         struct btrfs_fs_info *fs_info = eb->fs_info;
4108
4109         /*
4110          * If we are using the commit root we could potentially clear a page
4111          * Uptodate while we're using the extent buffer that we've previously
4112          * looked up.  We don't want to complain in this case, as the page was
4113          * valid before, we just didn't write it out.  Instead we want to catch
4114          * the case where we didn't actually read the block properly, which
4115          * would have !PageUptodate and !EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR.
4116          */
4117         if (test_bit(EXTENT_BUFFER_WRITE_ERR, &eb->bflags))
4118                 return;
4119
4120         if (fs_info->nodesize < PAGE_SIZE) {
4121                 if (WARN_ON(!btrfs_subpage_test_uptodate(fs_info, page,
4122                                                          eb->start, eb->len)))
4123                         btrfs_subpage_dump_bitmap(fs_info, page, eb->start, eb->len);
4124         } else {
4125                 WARN_ON(!PageUptodate(page));
4126         }
4127 }
4128
4129 static void __write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb,
4130                                   const void *srcv, unsigned long start,
4131                                   unsigned long len, bool use_memmove)
4132 {
4133         size_t cur;
4134         size_t offset;
4135         struct page *page;
4136         char *kaddr;
4137         char *src = (char *)srcv;
4138         unsigned long i = get_eb_page_index(start);
4139         /* For unmapped (dummy) ebs, no need to check their uptodate status. */
4140         const bool check_uptodate = !test_bit(EXTENT_BUFFER_UNMAPPED, &eb->bflags);
4141
4142         WARN_ON(test_bit(EXTENT_BUFFER_NO_CHECK, &eb->bflags));
4143
4144         if (check_eb_range(eb, start, len))
4145                 return;
4146
4147         offset = get_eb_offset_in_page(eb, start);
4148
4149         while (len > 0) {
4150                 page = eb->pages[i];
4151                 if (check_uptodate)
4152                         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4153
4154                 cur = min(len, PAGE_SIZE - offset);
4155                 kaddr = page_address(page);
4156                 if (use_memmove)
4157                         memmove(kaddr + offset, src, cur);
4158                 else
4159                         memcpy(kaddr + offset, src, cur);
4160
4161                 src += cur;
4162                 len -= cur;
4163                 offset = 0;
4164                 i++;
4165         }
4166 }
4167
4168 void write_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, const void *srcv,
4169                          unsigned long start, unsigned long len)
4170 {
4171         return __write_extent_buffer(eb, srcv, start, len, false);
4172 }
4173
4174 static void memset_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, int c,
4175                                  unsigned long start, unsigned long len)
4176 {
4177         unsigned long cur = start;
4178
4179         while (cur < start + len) {
4180                 unsigned long index = get_eb_page_index(cur);
4181                 unsigned int offset = get_eb_offset_in_page(eb, cur);
4182                 unsigned int cur_len = min(start + len - cur, PAGE_SIZE - offset);
4183                 struct page *page = eb->pages[index];
4184
4185                 assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4186                 memset(page_address(page) + offset, c, cur_len);
4187
4188                 cur += cur_len;
4189         }
4190 }
4191
4192 void memzero_extent_buffer(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4193                            unsigned long len)
4194 {
4195         if (check_eb_range(eb, start, len))
4196                 return;
4197         return memset_extent_buffer(eb, 0, start, len);
4198 }
4199
4200 void copy_extent_buffer_full(const struct extent_buffer *dst,
4201                              const struct extent_buffer *src)
4202 {
4203         unsigned long cur = 0;
4204
4205         ASSERT(dst->len == src->len);
4206
4207         while (cur < src->len) {
4208                 unsigned long index = get_eb_page_index(cur);
4209                 unsigned long offset = get_eb_offset_in_page(src, cur);
4210                 unsigned long cur_len = min(src->len, PAGE_SIZE - offset);
4211                 void *addr = page_address(src->pages[index]) + offset;
4212
4213                 write_extent_buffer(dst, addr, cur, cur_len);
4214
4215                 cur += cur_len;
4216         }
4217 }
4218
4219 void copy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4220                         const struct extent_buffer *src,
4221                         unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4222                         unsigned long len)
4223 {
4224         u64 dst_len = dst->len;
4225         size_t cur;
4226         size_t offset;
4227         struct page *page;
4228         char *kaddr;
4229         unsigned long i = get_eb_page_index(dst_offset);
4230
4231         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4232             check_eb_range(src, src_offset, len))
4233                 return;
4234
4235         WARN_ON(src->len != dst_len);
4236
4237         offset = get_eb_offset_in_page(dst, dst_offset);
4238
4239         while (len > 0) {
4240                 page = dst->pages[i];
4241                 assert_eb_page_uptodate(dst, page);
4242
4243                 cur = min(len, (unsigned long)(PAGE_SIZE - offset));
4244
4245                 kaddr = page_address(page);
4246                 read_extent_buffer(src, kaddr + offset, src_offset, cur);
4247
4248                 src_offset += cur;
4249                 len -= cur;
4250                 offset = 0;
4251                 i++;
4252         }
4253 }
4254
4255 /*
4256  * Calculate the page and offset of the byte containing the given bit number.
4257  *
4258  * @eb:           the extent buffer
4259  * @start:        offset of the bitmap item in the extent buffer
4260  * @nr:           bit number
4261  * @page_index:   return index of the page in the extent buffer that contains
4262  *                the given bit number
4263  * @page_offset:  return offset into the page given by page_index
4264  *
4265  * This helper hides the ugliness of finding the byte in an extent buffer which
4266  * contains a given bit.
4267  */
4268 static inline void eb_bitmap_offset(const struct extent_buffer *eb,
4269                                     unsigned long start, unsigned long nr,
4270                                     unsigned long *page_index,
4271                                     size_t *page_offset)
4272 {
4273         size_t byte_offset = BIT_BYTE(nr);
4274         size_t offset;
4275
4276         /*
4277          * The byte we want is the offset of the extent buffer + the offset of
4278          * the bitmap item in the extent buffer + the offset of the byte in the
4279          * bitmap item.
4280          */
4281         offset = start + offset_in_page(eb->start) + byte_offset;
4282
4283         *page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
4284         *page_offset = offset_in_page(offset);
4285 }
4286
4287 /*
4288  * Determine whether a bit in a bitmap item is set.
4289  *
4290  * @eb:     the extent buffer
4291  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4292  * @nr:     bit number to test
4293  */
4294 int extent_buffer_test_bit(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4295                            unsigned long nr)
4296 {
4297         u8 *kaddr;
4298         struct page *page;
4299         unsigned long i;
4300         size_t offset;
4301
4302         eb_bitmap_offset(eb, start, nr, &i, &offset);
4303         page = eb->pages[i];
4304         assert_eb_page_uptodate(eb, page);
4305         kaddr = page_address(page);
4306         return 1U & (kaddr[offset] >> (nr & (BITS_PER_BYTE - 1)));
4307 }
4308
4309 static u8 *extent_buffer_get_byte(const struct extent_buffer *eb, unsigned long bytenr)
4310 {
4311         unsigned long index = get_eb_page_index(bytenr);
4312
4313         if (check_eb_range(eb, bytenr, 1))
4314                 return NULL;
4315         return page_address(eb->pages[index]) + get_eb_offset_in_page(eb, bytenr);
4316 }
4317
4318 /*
4319  * Set an area of a bitmap to 1.
4320  *
4321  * @eb:     the extent buffer
4322  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4323  * @pos:    bit number of the first bit
4324  * @len:    number of bits to set
4325  */
4326 void extent_buffer_bitmap_set(const struct extent_buffer *eb, unsigned long start,
4327                               unsigned long pos, unsigned long len)
4328 {
4329         unsigned int first_byte = start + BIT_BYTE(pos);
4330         unsigned int last_byte = start + BIT_BYTE(pos + len - 1);
4331         const bool same_byte = (first_byte == last_byte);
4332         u8 mask = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
4333         u8 *kaddr;
4334
4335         if (same_byte)
4336                 mask &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(pos + len);
4337
4338         /* Handle the first byte. */
4339         kaddr = extent_buffer_get_byte(eb, first_byte);
4340         *kaddr |= mask;
4341         if (same_byte)
4342                 return;
4343
4344         /* Handle the byte aligned part. */
4345         ASSERT(first_byte + 1 <= last_byte);
4346         memset_extent_buffer(eb, 0xff, first_byte + 1, last_byte - first_byte - 1);
4347
4348         /* Handle the last byte. */
4349         kaddr = extent_buffer_get_byte(eb, last_byte);
4350         *kaddr |= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(pos + len);
4351 }
4352
4353
4354 /*
4355  * Clear an area of a bitmap.
4356  *
4357  * @eb:     the extent buffer
4358  * @start:  offset of the bitmap item in the extent buffer
4359  * @pos:    bit number of the first bit
4360  * @len:    number of bits to clear
4361  */
4362 void extent_buffer_bitmap_clear(const struct extent_buffer *eb,
4363                                 unsigned long start, unsigned long pos,
4364                                 unsigned long len)
4365 {
4366         unsigned int first_byte = start + BIT_BYTE(pos);
4367         unsigned int last_byte = start + BIT_BYTE(pos + len - 1);
4368         const bool same_byte = (first_byte == last_byte);
4369         u8 mask = BITMAP_FIRST_BYTE_MASK(pos);
4370         u8 *kaddr;
4371
4372         if (same_byte)
4373                 mask &= BITMAP_LAST_BYTE_MASK(pos + len);
4374
4375         /* Handle the first byte. */
4376         kaddr = extent_buffer_get_byte(eb, first_byte);
4377         *kaddr &= ~mask;
4378         if (same_byte)
4379                 return;
4380
4381         /* Handle the byte aligned part. */
4382         ASSERT(first_byte + 1 <= last_byte);
4383         memset_extent_buffer(eb, 0, first_byte + 1, last_byte - first_byte - 1);
4384
4385         /* Handle the last byte. */
4386         kaddr = extent_buffer_get_byte(eb, last_byte);
4387         *kaddr &= ~BITMAP_LAST_BYTE_MASK(pos + len);
4388 }
4389
4390 static inline bool areas_overlap(unsigned long src, unsigned long dst, unsigned long len)
4391 {
4392         unsigned long distance = (src > dst) ? src - dst : dst - src;
4393         return distance < len;
4394 }
4395
4396 void memcpy_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4397                           unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4398                           unsigned long len)
4399 {
4400         unsigned long cur_off = 0;
4401
4402         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4403             check_eb_range(dst, src_offset, len))
4404                 return;
4405
4406         while (cur_off < len) {
4407                 unsigned long cur_src = cur_off + src_offset;
4408                 unsigned long pg_index = get_eb_page_index(cur_src);
4409                 unsigned long pg_off = get_eb_offset_in_page(dst, cur_src);
4410                 unsigned long cur_len = min(src_offset + len - cur_src,
4411                                             PAGE_SIZE - pg_off);
4412                 void *src_addr = page_address(dst->pages[pg_index]) + pg_off;
4413                 const bool use_memmove = areas_overlap(src_offset + cur_off,
4414                                                        dst_offset + cur_off, cur_len);
4415
4416                 __write_extent_buffer(dst, src_addr, dst_offset + cur_off, cur_len,
4417                                       use_memmove);
4418                 cur_off += cur_len;
4419         }
4420 }
4421
4422 void memmove_extent_buffer(const struct extent_buffer *dst,
4423                            unsigned long dst_offset, unsigned long src_offset,
4424                            unsigned long len)
4425 {
4426         unsigned long dst_end = dst_offset + len - 1;
4427         unsigned long src_end = src_offset + len - 1;
4428
4429         if (check_eb_range(dst, dst_offset, len) ||
4430             check_eb_range(dst, src_offset, len))
4431                 return;
4432
4433         if (dst_offset < src_offset) {
4434                 memcpy_extent_buffer(dst, dst_offset, src_offset, len);
4435                 return;
4436         }
4437
4438         while (len > 0) {
4439                 unsigned long src_i;
4440                 size_t cur;
4441                 size_t dst_off_in_page;
4442                 size_t src_off_in_page;
4443                 void *src_addr;
4444                 bool use_memmove;
4445
4446                 src_i = get_eb_page_index(src_end);
4447
4448                 dst_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, dst_end);
4449                 src_off_in_page = get_eb_offset_in_page(dst, src_end);
4450
4451                 cur = min_t(unsigned long, len, src_off_in_page + 1);
4452                 cur = min(cur, dst_off_in_page + 1);
4453
4454                 src_addr = page_address(dst->pages[src_i]) + src_off_in_page -
4455                                         cur + 1;
4456                 use_memmove = areas_overlap(src_end - cur + 1, dst_end - cur + 1,
4457                                             cur);
4458
4459                 __write_extent_buffer(dst, src_addr, dst_end - cur + 1, cur,
4460                                       use_memmove);
4461
4462                 dst_end -= cur;
4463                 src_end -= cur;
4464                 len -= cur;
4465         }
4466 }
4467
4468 #define GANG_LOOKUP_SIZE        16
4469 static struct extent_buffer *get_next_extent_buffer(
4470                 struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page, u64 bytenr)
4471 {
4472         struct extent_buffer *gang[GANG_LOOKUP_SIZE];
4473         struct extent_buffer *found = NULL;
4474         u64 page_start = page_offset(page);
4475         u64 cur = page_start;
4476
4477         ASSERT(in_range(bytenr, page_start, PAGE_SIZE));
4478         lockdep_assert_held(&fs_info->buffer_lock);
4479
4480         while (cur < page_start + PAGE_SIZE) {
4481                 int ret;
4482                 int i;
4483
4484                 ret = radix_tree_gang_lookup(&fs_info->buffer_radix,
4485                                 (void **)gang, cur >> fs_info->sectorsize_bits,
4486                                 min_t(unsigned int, GANG_LOOKUP_SIZE,
4487                                       PAGE_SIZE / fs_info->nodesize));
4488                 if (ret == 0)
4489                         goto out;
4490                 for (i = 0; i < ret; i++) {
4491                         /* Already beyond page end */
4492                         if (gang[i]->start >= page_start + PAGE_SIZE)
4493                                 goto out;
4494                         /* Found one */
4495                         if (gang[i]->start >= bytenr) {
4496                                 found = gang[i];
4497                                 goto out;
4498                         }
4499                 }
4500                 cur = gang[ret - 1]->start + gang[ret - 1]->len;
4501         }
4502 out:
4503         return found;
4504 }
4505
4506 static int try_release_subpage_extent_buffer(struct page *page)
4507 {
4508         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
4509         u64 cur = page_offset(page);
4510         const u64 end = page_offset(page) + PAGE_SIZE;
4511         int ret;
4512
4513         while (cur < end) {
4514                 struct extent_buffer *eb = NULL;
4515
4516                 /*
4517                  * Unlike try_release_extent_buffer() which uses page->private
4518                  * to grab buffer, for subpage case we rely on radix tree, thus
4519                  * we need to ensure radix tree consistency.
4520                  *
4521                  * We also want an atomic snapshot of the radix tree, thus go
4522                  * with spinlock rather than RCU.
4523                  */
4524                 spin_lock(&fs_info->buffer_lock);
4525                 eb = get_next_extent_buffer(fs_info, page, cur);
4526                 if (!eb) {
4527                         /* No more eb in the page range after or at cur */
4528                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4529                         break;
4530                 }
4531                 cur = eb->start + eb->len;
4532
4533                 /*
4534                  * The same as try_release_extent_buffer(), to ensure the eb
4535                  * won't disappear out from under us.
4536                  */
4537                 spin_lock(&eb->refs_lock);
4538                 if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
4539                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4540                         spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4541                         break;
4542                 }
4543                 spin_unlock(&fs_info->buffer_lock);
4544
4545                 /*
4546                  * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a
4547                  * real ref, so just return, this eb will likely be freed soon
4548                  * anyway.
4549                  */
4550                 if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
4551                         spin_unlock(&eb->refs_lock);
4552                         break;
4553                 }
4554
4555                 /*
4556                  * Here we don't care about the return value, we will always
4557                  * check the page private at the end.  And
4558                  * release_extent_buffer() will release the refs_lock.
4559                  */
4560                 release_extent_buffer(eb);
4561         }
4562         /*
4563          * Finally to check if we have cleared page private, as if we have
4564          * released all ebs in the page, the page private should be cleared now.
4565          */
4566         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4567         if (!PagePrivate(page))
4568                 ret = 1;
4569         else
4570                 ret = 0;
4571         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4572         return ret;
4573
4574 }
4575
4576 int try_release_extent_buffer(struct page *page)
4577 {
4578         struct extent_buffer *eb;
4579
4580         if (btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb)->nodesize < PAGE_SIZE)
4581                 return try_release_subpage_extent_buffer(page);
4582
4583         /*
4584          * We need to make sure nobody is changing page->private, as we rely on
4585          * page->private as the pointer to extent buffer.
4586          */
4587         spin_lock(&page->mapping->private_lock);
4588         if (!PagePrivate(page)) {
4589                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4590                 return 1;
4591         }
4592
4593         eb = (struct extent_buffer *)page->private;
4594         BUG_ON(!eb);
4595
4596         /*
4597          * This is a little awful but should be ok, we need to make sure that
4598          * the eb doesn't disappear out from under us while we're looking at
4599          * this page.
4600          */
4601         spin_lock(&eb->refs_lock);
4602         if (atomic_read(&eb->refs) != 1 || extent_buffer_under_io(eb)) {
4603                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4604                 spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4605                 return 0;
4606         }
4607         spin_unlock(&page->mapping->private_lock);
4608
4609         /*
4610          * If tree ref isn't set then we know the ref on this eb is a real ref,
4611          * so just return, this page will likely be freed soon anyway.
4612          */
4613         if (!test_and_clear_bit(EXTENT_BUFFER_TREE_REF, &eb->bflags)) {
4614                 spin_unlock(&eb->refs_lock);
4615                 return 0;
4616         }
4617
4618         return release_extent_buffer(eb);
4619 }
4620
4621 /*
4622  * Attempt to readahead a child block.
4623  *
4624  * @fs_info:    the fs_info
4625  * @bytenr:     bytenr to read
4626  * @owner_root: objectid of the root that owns this eb
4627  * @gen:        generation for the uptodate check, can be 0
4628  * @level:      level for the eb
4629  *
4630  * Attempt to readahead a tree block at @bytenr.  If @gen is 0 then we do a
4631  * normal uptodate check of the eb, without checking the generation.  If we have
4632  * to read the block we will not block on anything.
4633  */
4634 void btrfs_readahead_tree_block(struct btrfs_fs_info *fs_info,
4635                                 u64 bytenr, u64 owner_root, u64 gen, int level)
4636 {
4637         struct btrfs_tree_parent_check check = {
4638                 .has_first_key = 0,
4639                 .level = level,
4640                 .transid = gen
4641         };
4642         struct extent_buffer *eb;
4643         int ret;
4644
4645         eb = btrfs_find_create_tree_block(fs_info, bytenr, owner_root, level);
4646         if (IS_ERR(eb))
4647                 return;
4648
4649         if (btrfs_buffer_uptodate(eb, gen, 1)) {
4650                 free_extent_buffer(eb);
4651                 return;
4652         }
4653
4654         ret = read_extent_buffer_pages(eb, WAIT_NONE, 0, &check);
4655         if (ret < 0)
4656                 free_extent_buffer_stale(eb);
4657         else
4658                 free_extent_buffer(eb);
4659 }
4660
4661 /*
4662  * Readahead a node's child block.
4663  *
4664  * @node:       parent node we're reading from
4665  * @slot:       slot in the parent node for the child we want to read
4666  *
4667  * A helper for btrfs_readahead_tree_block, we simply read the bytenr pointed at
4668  * the slot in the node provided.
4669  */
4670 void btrfs_readahead_node_child(struct extent_buffer *node, int slot)
4671 {
4672         btrfs_readahead_tree_block(node->fs_info,
4673                                    btrfs_node_blockptr(node, slot),
4674                                    btrfs_header_owner(node),
4675                                    btrfs_node_ptr_generation(node, slot),
4676                                    btrfs_header_level(node) - 1);
4677 }