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