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