Merge tag 'staging-6.3-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh...
[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
74 struct btrfs_iget_args {
75         u64 ino;
76         struct btrfs_root *root;
77 };
78
79 struct btrfs_dio_data {
80         ssize_t submitted;
81         struct extent_changeset *data_reserved;
82         bool data_space_reserved;
83         bool nocow_done;
84 };
85
86 struct btrfs_dio_private {
87         /* Range of I/O */
88         u64 file_offset;
89         u32 bytes;
90
91         /* This must be last */
92         struct btrfs_bio bbio;
93 };
94
95 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
96
97 struct btrfs_rename_ctx {
98         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
99         u64 index;
100 };
101
102 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
103 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
104 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
105 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
106 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
107 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
108
109 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
110
111 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
112 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
113 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
114                                    struct page *locked_page,
115                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
116                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
117                                    u64 *done_offset);
118 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
119                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
120                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
121                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
122                                        int type);
123
124 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
125                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
126 {
127         struct btrfs_root *root = inode->root;
128         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
129
130         /* Output without objectid, which is more meaningful */
131         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
132                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
133 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
134                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
135                         logical_start,
136                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
137                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
138                         mirror_num);
139         } else {
140                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
141 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
142                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
143                         logical_start,
144                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
145                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
146                         mirror_num);
147         }
148 }
149
150 /*
151  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
152  *
153  * ilock_flags can have the following bit set:
154  *
155  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
156  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
157  *                   return -EAGAIN
158  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
159  */
160 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
161 {
162         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
163                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
164                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
165                                 return -EAGAIN;
166                         else
167                                 return 0;
168                 }
169                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
170         } else {
171                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
172                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
173                                 return -EAGAIN;
174                         else
175                                 return 0;
176                 }
177                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
178         }
179         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
180                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
181         return 0;
182 }
183
184 /*
185  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
186  *
187  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
188  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
189  */
190 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
191 {
192         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
193                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
194         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
195                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
196         else
197                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
198 }
199
200 /*
201  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
202  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
203  *
204  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
205  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
206  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
207  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
208  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
209  */
210 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
211                                                  struct page *locked_page,
212                                                  u64 offset, u64 bytes)
213 {
214         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
215         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
216         u64 page_start = 0, page_end = 0;
217         struct page *page;
218
219         if (locked_page) {
220                 page_start = page_offset(locked_page);
221                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
222         }
223
224         while (index <= end_index) {
225                 /*
226                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
227                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
228                  * end_extent_writepage() function will call
229                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
230                  * run the ordered extent accounting.
231                  *
232                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
233                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
234                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
235                  */
236                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
237                         index++;
238                         continue;
239                 }
240                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
241                 index++;
242                 if (!page)
243                         continue;
244
245                 /*
246                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
247                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
248                  * the ordered extent accounting for the range.
249                  */
250                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
251                                                offset, bytes);
252                 put_page(page);
253         }
254
255         if (locked_page) {
256                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
257                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
258                         return;
259                 /*
260                  * In case this page belongs to the delalloc range being
261                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
262                  * going to be properly cleaned up by the caller of
263                  * run_delalloc_range
264                  */
265                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
266                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
267                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
268                 }
269         }
270
271         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
272 }
273
274 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
275
276 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
277                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
278 {
279         int err;
280
281         if (args->default_acl) {
282                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
283                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
284                 if (err)
285                         return err;
286         }
287         if (args->acl) {
288                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
289                 if (err)
290                         return err;
291         }
292         if (!args->default_acl && !args->acl)
293                 cache_no_acl(args->inode);
294         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
295                                          &args->dentry->d_name);
296 }
297
298 /*
299  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
300  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
301  * no overlapping inline items exist in the btree
302  */
303 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
304                                 struct btrfs_path *path,
305                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
306                                 size_t size, size_t compressed_size,
307                                 int compress_type,
308                                 struct page **compressed_pages,
309                                 bool update_i_size)
310 {
311         struct btrfs_root *root = inode->root;
312         struct extent_buffer *leaf;
313         struct page *page = NULL;
314         char *kaddr;
315         unsigned long ptr;
316         struct btrfs_file_extent_item *ei;
317         int ret;
318         size_t cur_size = size;
319         u64 i_size;
320
321         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
322                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
323
324         if (compressed_size && compressed_pages)
325                 cur_size = compressed_size;
326
327         if (!extent_inserted) {
328                 struct btrfs_key key;
329                 size_t datasize;
330
331                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
332                 key.offset = 0;
333                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
334
335                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
336                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
337                                               datasize);
338                 if (ret)
339                         goto fail;
340         }
341         leaf = path->nodes[0];
342         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
343                             struct btrfs_file_extent_item);
344         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
345         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
346         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
347         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
348         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
349         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
350
351         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
352                 struct page *cpage;
353                 int i = 0;
354                 while (compressed_size > 0) {
355                         cpage = compressed_pages[i];
356                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
357                                        PAGE_SIZE);
358
359                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
360                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
361                         kunmap_local(kaddr);
362
363                         i++;
364                         ptr += cur_size;
365                         compressed_size -= cur_size;
366                 }
367                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
368                                                   compress_type);
369         } else {
370                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
371                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
372                 kaddr = kmap_local_page(page);
373                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
374                 kunmap_local(kaddr);
375                 put_page(page);
376         }
377         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
378         btrfs_release_path(path);
379
380         /*
381          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
382          * sake.
383          */
384         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
385                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
386         if (ret)
387                 goto fail;
388
389         /*
390          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
391          * without locking a page we already have locked.
392          *
393          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
394          * Otherwise we could end up racing with unlink.
395          */
396         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
397         if (update_i_size && size > i_size) {
398                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
399                 i_size = size;
400         }
401         inode->disk_i_size = i_size;
402
403 fail:
404         return ret;
405 }
406
407
408 /*
409  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
410  * does the checks required to make sure the data is small enough
411  * to fit as an inline extent.
412  */
413 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
414                                           size_t compressed_size,
415                                           int compress_type,
416                                           struct page **compressed_pages,
417                                           bool update_i_size)
418 {
419         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
420         struct btrfs_root *root = inode->root;
421         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
422         struct btrfs_trans_handle *trans;
423         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
424         int ret;
425         struct btrfs_path *path;
426
427         /*
428          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
429          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
430          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
431          * size.
432          */
433         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
434             size > fs_info->sectorsize ||
435             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
436             data_len > fs_info->max_inline)
437                 return 1;
438
439         path = btrfs_alloc_path();
440         if (!path)
441                 return -ENOMEM;
442
443         trans = btrfs_join_transaction(root);
444         if (IS_ERR(trans)) {
445                 btrfs_free_path(path);
446                 return PTR_ERR(trans);
447         }
448         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
449
450         drop_args.path = path;
451         drop_args.start = 0;
452         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
453         drop_args.drop_cache = true;
454         drop_args.replace_extent = true;
455         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
456         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
457         if (ret) {
458                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
459                 goto out;
460         }
461
462         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
463                                    size, compressed_size, compress_type,
464                                    compressed_pages, update_i_size);
465         if (ret && ret != -ENOSPC) {
466                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
467                 goto out;
468         } else if (ret == -ENOSPC) {
469                 ret = 1;
470                 goto out;
471         }
472
473         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
474         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
475         if (ret && ret != -ENOSPC) {
476                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
477                 goto out;
478         } else if (ret == -ENOSPC) {
479                 ret = 1;
480                 goto out;
481         }
482
483         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
484 out:
485         /*
486          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
487          * it won't count as data extent, free them directly here.
488          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
489          * just free one page here.
490          */
491         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
492         btrfs_free_path(path);
493         btrfs_end_transaction(trans);
494         return ret;
495 }
496
497 struct async_extent {
498         u64 start;
499         u64 ram_size;
500         u64 compressed_size;
501         struct page **pages;
502         unsigned long nr_pages;
503         int compress_type;
504         struct list_head list;
505 };
506
507 struct async_chunk {
508         struct btrfs_inode *inode;
509         struct page *locked_page;
510         u64 start;
511         u64 end;
512         blk_opf_t write_flags;
513         struct list_head extents;
514         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
515         struct btrfs_work work;
516         struct async_cow *async_cow;
517 };
518
519 struct async_cow {
520         atomic_t num_chunks;
521         struct async_chunk chunks[];
522 };
523
524 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
525                                      u64 start, u64 ram_size,
526                                      u64 compressed_size,
527                                      struct page **pages,
528                                      unsigned long nr_pages,
529                                      int compress_type)
530 {
531         struct async_extent *async_extent;
532
533         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
534         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
535         async_extent->start = start;
536         async_extent->ram_size = ram_size;
537         async_extent->compressed_size = compressed_size;
538         async_extent->pages = pages;
539         async_extent->nr_pages = nr_pages;
540         async_extent->compress_type = compress_type;
541         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
542         return 0;
543 }
544
545 /*
546  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
547  * options, defragmentation, properties or heuristics.
548  */
549 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
550                                       u64 end)
551 {
552         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
553
554         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
555                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
556                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
557                         btrfs_ino(inode));
558                 return 0;
559         }
560         /*
561          * Special check for subpage.
562          *
563          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
564          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
565          *
566          * 0            32K             64K
567          * |    |///////|       |///////|
568          *              \- A            \- B
569          *
570          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
571          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
572          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
573          *
574          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
575          * if the range is fully page aligned.
576          *
577          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
578          * the tailing partial page will be locked until the full compression
579          * finishes, delaying the write of other range.
580          *
581          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
582          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
583          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
584          * will unlock the full page.
585          */
586         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
587                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
588                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
589                         return 0;
590         }
591
592         /* force compress */
593         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
594                 return 1;
595         /* defrag ioctl */
596         if (inode->defrag_compress)
597                 return 1;
598         /* bad compression ratios */
599         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
600                 return 0;
601         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
602             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
603             inode->prop_compress)
604                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
605         return 0;
606 }
607
608 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
609                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
610 {
611         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
612         if (num_bytes < small_write &&
613             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
614                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
615 }
616
617 /*
618  * we create compressed extents in two phases.  The first
619  * phase compresses a range of pages that have already been
620  * locked (both pages and state bits are locked).
621  *
622  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
623  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
624  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
625  * happens in the same order things were put onto the queue by
626  * writepages and friends.
627  *
628  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
629  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
630  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
631  * are written in the same order that the flusher thread sent them
632  * down.
633  */
634 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
635 {
636         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
637         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
638         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
639         u64 start = async_chunk->start;
640         u64 end = async_chunk->end;
641         u64 actual_end;
642         u64 i_size;
643         int ret = 0;
644         struct page **pages = NULL;
645         unsigned long nr_pages;
646         unsigned long total_compressed = 0;
647         unsigned long total_in = 0;
648         int i;
649         int will_compress;
650         int compress_type = fs_info->compress_type;
651         int compressed_extents = 0;
652         int redirty = 0;
653
654         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
655
656         /*
657          * We need to save i_size before now because it could change in between
658          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
659          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
660          * later on.
661          *
662          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
663          * does that for us.
664          */
665         barrier();
666         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
667         barrier();
668         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
669 again:
670         will_compress = 0;
671         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
672         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
673                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
674
675         /*
676          * we don't want to send crud past the end of i_size through
677          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
678          * end of the file is before the start of our current
679          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
680          * cleanup code that can deal with all of this.
681          *
682          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
683          * very uncommon corner.
684          */
685         if (actual_end <= start)
686                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
687
688         total_compressed = actual_end - start;
689
690         /*
691          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
692          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
693          */
694         if (total_compressed <= blocksize &&
695            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
696                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
697
698         /*
699          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
700          * aligned range.
701          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
702          */
703         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
704                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
705                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
706                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
707         }
708
709         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
710                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
711         total_in = 0;
712         ret = 0;
713
714         /*
715          * we do compression for mount -o compress and when the
716          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
717          * change at any time if we discover bad compression ratios.
718          */
719         if (inode_need_compress(inode, start, end)) {
720                 WARN_ON(pages);
721                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
722                 if (!pages) {
723                         /* just bail out to the uncompressed code */
724                         nr_pages = 0;
725                         goto cont;
726                 }
727
728                 if (inode->defrag_compress)
729                         compress_type = inode->defrag_compress;
730                 else if (inode->prop_compress)
731                         compress_type = inode->prop_compress;
732
733                 /*
734                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
735                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
736                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
737                  * we are compressing them.
738                  *
739                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
740                  * dirty again later on.
741                  *
742                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
743                  * has moved, the end is the original one.
744                  */
745                 if (!redirty) {
746                         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
747                         redirty = 1;
748                 }
749
750                 /* Compression level is applied here and only here */
751                 ret = btrfs_compress_pages(
752                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
753                                            inode->vfs_inode.i_mapping, start,
754                                            pages,
755                                            &nr_pages,
756                                            &total_in,
757                                            &total_compressed);
758
759                 if (!ret) {
760                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
761                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
762
763                         /* zero the tail end of the last page, we might be
764                          * sending it down to disk
765                          */
766                         if (offset)
767                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
768                         will_compress = 1;
769                 }
770         }
771 cont:
772         /*
773          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
774          * extent for subpage case.
775          */
776         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
777                 /* lets try to make an inline extent */
778                 if (ret || total_in < actual_end) {
779                         /* we didn't compress the entire range, try
780                          * to make an uncompressed inline extent.
781                          */
782                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
783                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
784                                                     NULL, false);
785                 } else {
786                         /* try making a compressed inline extent */
787                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
788                                                     total_compressed,
789                                                     compress_type, pages,
790                                                     false);
791                 }
792                 if (ret <= 0) {
793                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
794                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
795                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
796                         unsigned long page_error_op;
797
798                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
799
800                         /*
801                          * inline extent creation worked or returned error,
802                          * we don't need to create any more async work items.
803                          * Unlock and free up our temp pages.
804                          *
805                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
806                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
807                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
808                          * range.
809                          */
810                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
811                                                      NULL,
812                                                      clear_flags,
813                                                      PAGE_UNLOCK |
814                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
815                                                      page_error_op |
816                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
817
818                         /*
819                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
820                          * them allocated, as we can still reach here with
821                          * inode_need_compress() == false.
822                          */
823                         if (pages) {
824                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
825                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
826                                         put_page(pages[i]);
827                                 }
828                                 kfree(pages);
829                         }
830                         return 0;
831                 }
832         }
833
834         if (will_compress) {
835                 /*
836                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
837                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
838                  * things
839                  */
840                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
841
842                 /*
843                  * one last check to make sure the compression is really a
844                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
845                  * compression must free at least one sector size
846                  */
847                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
848                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
849                         compressed_extents++;
850
851                         /*
852                          * The async work queues will take care of doing actual
853                          * allocation on disk for these compressed pages, and
854                          * will submit them to the elevator.
855                          */
856                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
857                                         total_compressed, pages, nr_pages,
858                                         compress_type);
859
860                         if (start + total_in < end) {
861                                 start += total_in;
862                                 pages = NULL;
863                                 cond_resched();
864                                 goto again;
865                         }
866                         return compressed_extents;
867                 }
868         }
869         if (pages) {
870                 /*
871                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
872                  * free any pages it allocated and our page pointer array
873                  */
874                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
875                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
876                         put_page(pages[i]);
877                 }
878                 kfree(pages);
879                 pages = NULL;
880                 total_compressed = 0;
881                 nr_pages = 0;
882
883                 /* flag the file so we don't compress in the future */
884                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
885                     !(inode->prop_compress)) {
886                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
887                 }
888         }
889 cleanup_and_bail_uncompressed:
890         /*
891          * No compression, but we still need to write the pages in the file
892          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
893          * to our extent and set things up for the async work queue to run
894          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
895          */
896         if (async_chunk->locked_page &&
897             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
898              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
899                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
900                 /* unlocked later on in the async handlers */
901         }
902
903         if (redirty)
904                 extent_range_redirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
905         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
906                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
907         compressed_extents++;
908
909         return compressed_extents;
910 }
911
912 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
913 {
914         int i;
915
916         if (!async_extent->pages)
917                 return;
918
919         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
920                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
921                 put_page(async_extent->pages[i]);
922         }
923         kfree(async_extent->pages);
924         async_extent->nr_pages = 0;
925         async_extent->pages = NULL;
926 }
927
928 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
929                                      struct async_extent *async_extent,
930                                      struct page *locked_page)
931 {
932         u64 start = async_extent->start;
933         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
934         unsigned long nr_written = 0;
935         int page_started = 0;
936         int ret;
937
938         /*
939          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
940          * won't go to NOCOW or async path again.
941          *
942          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
943          * can directly submit them without interruption.
944          */
945         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
946                              &nr_written, 0, NULL);
947         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
948         if (page_started) {
949                 ret = 0;
950                 goto out;
951         }
952         if (ret < 0) {
953                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
954                 if (locked_page) {
955                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
956                         const u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
957
958                         btrfs_page_set_error(inode->root->fs_info, locked_page,
959                                              page_start, PAGE_SIZE);
960                         set_page_writeback(locked_page);
961                         end_page_writeback(locked_page);
962                         end_extent_writepage(locked_page, ret, page_start, page_end);
963                         unlock_page(locked_page);
964                 }
965                 goto out;
966         }
967
968         ret = extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
969         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
970 out:
971         kfree(async_extent);
972         return ret;
973 }
974
975 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
976                                    struct async_chunk *async_chunk,
977                                    struct async_extent *async_extent,
978                                    u64 *alloc_hint)
979 {
980         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
981         struct btrfs_root *root = inode->root;
982         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
983         struct btrfs_key ins;
984         struct page *locked_page = NULL;
985         struct extent_map *em;
986         int ret = 0;
987         u64 start = async_extent->start;
988         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
989
990         /*
991          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
992          * handle it.
993          */
994         if (async_chunk->locked_page) {
995                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
996                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
997
998                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
999                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1000         }
1001         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1002
1003         /* We have fall back to uncompressed write */
1004         if (!async_extent->pages)
1005                 return submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1006
1007         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1008                                    async_extent->compressed_size,
1009                                    async_extent->compressed_size,
1010                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1011         if (ret) {
1012                 free_async_extent_pages(async_extent);
1013                 /*
1014                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1015                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1016                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1017                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1018                  * path.
1019                  */
1020                 goto out_free;
1021         }
1022
1023         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1024         em = create_io_em(inode, start,
1025                           async_extent->ram_size,       /* len */
1026                           start,                        /* orig_start */
1027                           ins.objectid,                 /* block_start */
1028                           ins.offset,                   /* block_len */
1029                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1030                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1031                           async_extent->compress_type,
1032                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1033         if (IS_ERR(em)) {
1034                 ret = PTR_ERR(em);
1035                 goto out_free_reserve;
1036         }
1037         free_extent_map(em);
1038
1039         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start,            /* file_offset */
1040                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1041                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1042                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1043                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1044                                        0,                       /* offset */
1045                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1046                                        async_extent->compress_type);
1047         if (ret) {
1048                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1049                 goto out_free_reserve;
1050         }
1051         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1052
1053         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1054         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1055                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1056                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1057         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, /* file_offset */
1058                             async_extent->ram_size,     /* num_bytes */
1059                             ins.objectid,               /* disk_bytenr */
1060                             ins.offset,                 /* compressed_len */
1061                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1062                             async_extent->nr_pages,
1063                             async_chunk->write_flags,
1064                             async_chunk->blkcg_css, true)) {
1065                 const u64 start = async_extent->start;
1066                 const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
1067
1068                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, NULL, start, end, 0);
1069
1070                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
1071                                              PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1072                 free_async_extent_pages(async_extent);
1073         }
1074         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1075         kfree(async_extent);
1076         return ret;
1077
1078 out_free_reserve:
1079         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1080         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1081 out_free:
1082         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1083                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1084                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1085                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1086                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1087                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1088         free_async_extent_pages(async_extent);
1089         kfree(async_extent);
1090         return ret;
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1095  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1096  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1097  */
1098 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1099 {
1100         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1101         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1102         struct async_extent *async_extent;
1103         u64 alloc_hint = 0;
1104         int ret = 0;
1105
1106         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1107                 u64 extent_start;
1108                 u64 ram_size;
1109
1110                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1111                                           struct async_extent, list);
1112                 list_del(&async_extent->list);
1113                 extent_start = async_extent->start;
1114                 ram_size = async_extent->ram_size;
1115
1116                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1117                                               &alloc_hint);
1118                 btrfs_debug(fs_info,
1119 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1120                             inode->root->root_key.objectid,
1121                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1122         }
1123 }
1124
1125 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1126                                       u64 num_bytes)
1127 {
1128         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1129         struct extent_map *em;
1130         u64 alloc_hint = 0;
1131
1132         read_lock(&em_tree->lock);
1133         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1134         if (em) {
1135                 /*
1136                  * if block start isn't an actual block number then find the
1137                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1138                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1139                  */
1140                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1141                         free_extent_map(em);
1142                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1143                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1144                                 alloc_hint = em->block_start;
1145                         if (em)
1146                                 free_extent_map(em);
1147                 } else {
1148                         alloc_hint = em->block_start;
1149                         free_extent_map(em);
1150                 }
1151         }
1152         read_unlock(&em_tree->lock);
1153
1154         return alloc_hint;
1155 }
1156
1157 /*
1158  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1159  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1160  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1161  * in ram to track those extents.
1162  *
1163  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1164  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1165  *
1166  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1167  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1168  * IO when we return.
1169  *
1170  * When unlock == 1, we unlock the pages in successfully allocated regions.
1171  * When unlock == 0, we leave them locked for writing them out.
1172  *
1173  * However, we unlock all the pages except @locked_page in case of failure.
1174  *
1175  * In summary, page locking state will be as follow:
1176  *
1177  * - page_started == 1 (return value)
1178  *     - All the pages are unlocked. IO is started.
1179  *     - Note that this can happen only on success
1180  * - unlock == 1
1181  *     - All the pages except @locked_page are unlocked in any case
1182  * - unlock == 0
1183  *     - On success, all the pages are locked for writing out them
1184  *     - On failure, all the pages except @locked_page are unlocked
1185  *
1186  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1187  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1188  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1189  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1190  * example.
1191  */
1192 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1193                                    struct page *locked_page,
1194                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1195                                    unsigned long *nr_written, int unlock,
1196                                    u64 *done_offset)
1197 {
1198         struct btrfs_root *root = inode->root;
1199         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1200         u64 alloc_hint = 0;
1201         u64 orig_start = start;
1202         u64 num_bytes;
1203         unsigned long ram_size;
1204         u64 cur_alloc_size = 0;
1205         u64 min_alloc_size;
1206         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1207         struct btrfs_key ins;
1208         struct extent_map *em;
1209         unsigned clear_bits;
1210         unsigned long page_ops;
1211         bool extent_reserved = false;
1212         int ret = 0;
1213
1214         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1215                 ret = -EINVAL;
1216                 goto out_unlock;
1217         }
1218
1219         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1220         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1221         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1222
1223         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1224
1225         /*
1226          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1227          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1228          * is doing more writeback than what we want.
1229          *
1230          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1231          * where we only increase i_size after everything is done.
1232          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1233          * So here we skip inline extent creation completely.
1234          */
1235         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1236                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1237                                        end + 1);
1238
1239                 /* lets try to make an inline extent */
1240                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1241                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1242                 if (ret == 0) {
1243                         /*
1244                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1245                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1246                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1247                          * range.
1248                          */
1249                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1250                                      locked_page,
1251                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1252                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1253                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1254                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1255                         *nr_written = *nr_written +
1256                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1257                         *page_started = 1;
1258                         /*
1259                          * locked_page is locked by the caller of
1260                          * writepage_delalloc(), not locked by
1261                          * __process_pages_contig().
1262                          *
1263                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1264                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1265                          *
1266                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1267                          * can't use page_started to determine if it's an
1268                          * inline extent or a compressed extent.
1269                          */
1270                         unlock_page(locked_page);
1271                         goto out;
1272                 } else if (ret < 0) {
1273                         goto out_unlock;
1274                 }
1275         }
1276
1277         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1278
1279         /*
1280          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1281          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1282          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1283          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1284          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1285          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1286          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1287          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1288          * items.
1289          */
1290         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1291                 min_alloc_size = num_bytes;
1292         else
1293                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1294
1295         while (num_bytes > 0) {
1296                 cur_alloc_size = num_bytes;
1297                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1298                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1299                                            &ins, 1, 1);
1300                 if (ret < 0)
1301                         goto out_unlock;
1302                 cur_alloc_size = ins.offset;
1303                 extent_reserved = true;
1304
1305                 ram_size = ins.offset;
1306                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1307                                   start, /* orig_start */
1308                                   ins.objectid, /* block_start */
1309                                   ins.offset, /* block_len */
1310                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1311                                   ram_size, /* ram_bytes */
1312                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1313                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1314                 if (IS_ERR(em)) {
1315                         ret = PTR_ERR(em);
1316                         goto out_reserve;
1317                 }
1318                 free_extent_map(em);
1319
1320                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ram_size, ram_size,
1321                                                ins.objectid, cur_alloc_size, 0,
1322                                                1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1323                                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1324                 if (ret)
1325                         goto out_drop_extent_cache;
1326
1327                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1328                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1329                                                       cur_alloc_size);
1330                         /*
1331                          * Only drop cache here, and process as normal.
1332                          *
1333                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1334                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1335                          * extent, as its meta should be freed by
1336                          * btrfs_finish_ordered_io().
1337                          *
1338                          * So we must continue until @start is increased to
1339                          * skip current ordered extent.
1340                          */
1341                         if (ret)
1342                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1343                                                             start + ram_size - 1,
1344                                                             false);
1345                 }
1346
1347                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1348
1349                 /*
1350                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1351                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1352                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1353                  *
1354                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1355                  * properly setup for writepage.
1356                  */
1357                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1358                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1359
1360                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1361                                              locked_page,
1362                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1363                                              page_ops);
1364                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1365                         num_bytes = 0;
1366                 else
1367                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1368                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1369                 start += cur_alloc_size;
1370                 extent_reserved = false;
1371
1372                 /*
1373                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1374                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1375                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1376                  */
1377                 if (ret)
1378                         goto out_unlock;
1379         }
1380 out:
1381         return ret;
1382
1383 out_drop_extent_cache:
1384         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1385 out_reserve:
1386         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1387         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1388 out_unlock:
1389         /*
1390          * If done_offset is non-NULL and ret == -EAGAIN, we expect the
1391          * caller to write out the successfully allocated region and retry.
1392          */
1393         if (done_offset && ret == -EAGAIN) {
1394                 if (orig_start < start)
1395                         *done_offset = start - 1;
1396                 else
1397                         *done_offset = start;
1398                 return ret;
1399         } else if (ret == -EAGAIN) {
1400                 /* Convert to -ENOSPC since the caller cannot retry. */
1401                 ret = -ENOSPC;
1402         }
1403
1404         /*
1405          * Now, we have three regions to clean up:
1406          *
1407          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1408          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1409          *
1410          * We process each region below.
1411          */
1412
1413         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1414                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1415         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1416
1417         /*
1418          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1419          * for this region. They are cleaned up by
1420          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1421          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1422          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1423          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1424          * function.
1425          *
1426          * However, in case of unlock == 0, we still need to unlock the pages
1427          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1428          */
1429         if (!unlock && orig_start < start) {
1430                 if (!locked_page)
1431                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1432                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1433                                              locked_page, 0, page_ops);
1434         }
1435
1436         /*
1437          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1438          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1439          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1440          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1441          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1442          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1443          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1444          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1445          */
1446         if (extent_reserved) {
1447                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1448                                              start + cur_alloc_size - 1,
1449                                              locked_page,
1450                                              clear_bits,
1451                                              page_ops);
1452                 start += cur_alloc_size;
1453                 if (start >= end)
1454                         return ret;
1455         }
1456
1457         /*
1458          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1459          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1460          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1461          * btrfs_check_data_free_space().
1462          */
1463         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1464                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1465                                      page_ops);
1466         return ret;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * work queue call back to started compression on a file and pages
1471  */
1472 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1473 {
1474         struct async_chunk *async_chunk;
1475         int compressed_extents;
1476
1477         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1478
1479         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1480         if (compressed_extents == 0) {
1481                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1482                 async_chunk->inode = NULL;
1483         }
1484 }
1485
1486 /*
1487  * work queue call back to submit previously compressed pages
1488  */
1489 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1490 {
1491         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1492                                                      work);
1493         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1494         unsigned long nr_pages;
1495
1496         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1497                 PAGE_SHIFT;
1498
1499         /*
1500          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1501          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1502          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1503          * happening in cow_file_range_async
1504          */
1505         if (async_chunk->inode)
1506                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1507
1508         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1509         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1510             5 * SZ_1M)
1511                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1512 }
1513
1514 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1515 {
1516         struct async_chunk *async_chunk;
1517         struct async_cow *async_cow;
1518
1519         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1520         if (async_chunk->inode)
1521                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1522         if (async_chunk->blkcg_css)
1523                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1524
1525         async_cow = async_chunk->async_cow;
1526         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1527                 kvfree(async_cow);
1528 }
1529
1530 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1531                                 struct writeback_control *wbc,
1532                                 struct page *locked_page,
1533                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1534                                 unsigned long *nr_written)
1535 {
1536         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1537         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1538         struct async_cow *ctx;
1539         struct async_chunk *async_chunk;
1540         unsigned long nr_pages;
1541         u64 cur_end;
1542         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1543         int i;
1544         bool should_compress;
1545         unsigned nofs_flag;
1546         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1547
1548         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1549
1550         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1551             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1552                 num_chunks = 1;
1553                 should_compress = false;
1554         } else {
1555                 should_compress = true;
1556         }
1557
1558         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1559         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1560         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1561
1562         if (!ctx) {
1563                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1564                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1565                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1566                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1567                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1568
1569                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1570                                              clear_bits, page_ops);
1571                 return -ENOMEM;
1572         }
1573
1574         async_chunk = ctx->chunks;
1575         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1576
1577         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1578                 if (should_compress)
1579                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1580                 else
1581                         cur_end = end;
1582
1583                 /*
1584                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1585                  * lightweight reference for the callback lifetime
1586                  */
1587                 ihold(&inode->vfs_inode);
1588                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1589                 async_chunk[i].inode = inode;
1590                 async_chunk[i].start = start;
1591                 async_chunk[i].end = cur_end;
1592                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1593                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1594
1595                 /*
1596                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1597                  * the original page we were actually given.  As we spread
1598                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1599                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1600                  *
1601                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1602                  * to unlock it.
1603                  */
1604                 if (locked_page) {
1605                         /*
1606                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1607                          * might not go through async.  We want all of them to
1608                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1609                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1610                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1611                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1612                          * against the first page.
1613                          */
1614                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1615                                                  cur_end - start);
1616                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1617                         locked_page = NULL;
1618                 } else {
1619                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1620                 }
1621
1622                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1623                         css_get(blkcg_css);
1624                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1625                 } else {
1626                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1627                 }
1628
1629                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1630                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1631
1632                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1633                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1634
1635                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1636
1637                 *nr_written += nr_pages;
1638                 start = cur_end + 1;
1639         }
1640         *page_started = 1;
1641         return 0;
1642 }
1643
1644 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1645                                        struct page *locked_page, u64 start,
1646                                        u64 end, int *page_started,
1647                                        unsigned long *nr_written)
1648 {
1649         u64 done_offset = end;
1650         int ret;
1651         bool locked_page_done = false;
1652
1653         while (start <= end) {
1654                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1655                                      nr_written, 0, &done_offset);
1656                 if (ret && ret != -EAGAIN)
1657                         return ret;
1658
1659                 if (*page_started) {
1660                         ASSERT(ret == 0);
1661                         return 0;
1662                 }
1663
1664                 if (ret == 0)
1665                         done_offset = end;
1666
1667                 if (done_offset == start) {
1668                         wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1669                                        BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1670                                        TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1671                         continue;
1672                 }
1673
1674                 if (!locked_page_done) {
1675                         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1676                         account_page_redirty(locked_page);
1677                 }
1678                 locked_page_done = true;
1679                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, done_offset);
1680
1681                 start = done_offset + 1;
1682         }
1683
1684         *page_started = 1;
1685
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1690                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1691 {
1692         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1693         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1694         int ret;
1695         LIST_HEAD(list);
1696
1697         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1698                                       &list, 0, nowait);
1699         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1700                 return 0;
1701
1702         while (!list_empty(&list)) {
1703                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1704                 list_del(&sums->list);
1705                 kfree(sums);
1706         }
1707         if (ret < 0)
1708                 return ret;
1709         return 1;
1710 }
1711
1712 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1713                            const u64 start, const u64 end,
1714                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1715 {
1716         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1717         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1718         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1719         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1720         u64 range_start = start;
1721         u64 count;
1722
1723         /*
1724          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1725          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1726          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1727          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1728          * has the NOCOW bit set).
1729          *
1730          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1731          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1732          * scrub or relocation) we need to do the following:
1733          *
1734          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1735          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1736          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1737          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1738          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1739          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1740          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1741          *
1742          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1743          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1744          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1745          *    data space info, which we incremented in the step above.
1746          *
1747          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1748          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1749          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1750          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1751          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1752          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1753          * when starting writeback.
1754          */
1755         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1756                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1757         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1758                 u64 bytes = count;
1759                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1760                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1761
1762                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1763                         bytes = range_bytes;
1764
1765                 spin_lock(&sinfo->lock);
1766                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1767                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1768
1769                 if (count > 0)
1770                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1771                                          NULL);
1772         }
1773
1774         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1775                               nr_written, 1, NULL);
1776 }
1777
1778 struct can_nocow_file_extent_args {
1779         /* Input fields. */
1780
1781         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1782         u64 start;
1783         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1784         u64 end;
1785         bool writeback_path;
1786         bool strict;
1787         /*
1788          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1789          * anymore.
1790          */
1791         bool free_path;
1792
1793         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1794
1795         u64 disk_bytenr;
1796         u64 disk_num_bytes;
1797         u64 extent_offset;
1798         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1799         u64 num_bytes;
1800 };
1801
1802 /*
1803  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1804  * This function may return with the path released, so the caller should check
1805  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1806  *
1807  * Returns: < 0 on error
1808  *            0 if we can not NOCOW
1809  *            1 if we can NOCOW
1810  */
1811 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1812                                  struct btrfs_key *key,
1813                                  struct btrfs_inode *inode,
1814                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1815 {
1816         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1817         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1818         struct btrfs_root *root = inode->root;
1819         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1820         u64 extent_end;
1821         u8 extent_type;
1822         int can_nocow = 0;
1823         int ret = 0;
1824         bool nowait = path->nowait;
1825
1826         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1827         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1828
1829         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1830                 goto out;
1831
1832         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1833         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1834         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1835         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1836
1837         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1838             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1839                 goto out;
1840
1841         /*
1842          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1843          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1844          * hence we must COW.
1845          */
1846         if (!args->strict &&
1847             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1848             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1849                 goto out;
1850
1851         /* An explicit hole, must COW. */
1852         if (args->disk_bytenr == 0)
1853                 goto out;
1854
1855         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1856         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1857             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1858             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1859                 goto out;
1860
1861         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1862
1863         /*
1864          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1865          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1866          * blocking other tasks for too long.
1867          */
1868         btrfs_release_path(path);
1869
1870         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1871                                     key->offset - args->extent_offset,
1872                                     args->disk_bytenr, false, path);
1873         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1874         if (ret != 0)
1875                 goto out;
1876
1877         if (args->free_path) {
1878                 /*
1879                  * We don't need the path anymore, plus through the
1880                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1881                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1882                  * memory usage.
1883                  */
1884                 btrfs_free_path(path);
1885                 path = NULL;
1886         }
1887
1888         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1889         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1890             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1891                 goto out;
1892
1893         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1894         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1895         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1896
1897         /*
1898          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1899          * given extent are either valid or do not exist.
1900          */
1901         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1902                                   nowait);
1903         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1904         if (ret != 0)
1905                 goto out;
1906
1907         can_nocow = 1;
1908  out:
1909         if (args->free_path && path)
1910                 btrfs_free_path(path);
1911
1912         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1913 }
1914
1915 /*
1916  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1917  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1918  *
1919  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1920  * blocks on disk
1921  */
1922 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1923                                        struct page *locked_page,
1924                                        const u64 start, const u64 end,
1925                                        int *page_started,
1926                                        unsigned long *nr_written)
1927 {
1928         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1929         struct btrfs_root *root = inode->root;
1930         struct btrfs_path *path;
1931         u64 cow_start = (u64)-1;
1932         u64 cur_offset = start;
1933         int ret;
1934         bool check_prev = true;
1935         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1936         struct btrfs_block_group *bg;
1937         bool nocow = false;
1938         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1939
1940         path = btrfs_alloc_path();
1941         if (!path) {
1942                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1943                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1944                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1945                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1946                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1947                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1948                 return -ENOMEM;
1949         }
1950
1951         nocow_args.end = end;
1952         nocow_args.writeback_path = true;
1953
1954         while (1) {
1955                 struct btrfs_key found_key;
1956                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1957                 struct extent_buffer *leaf;
1958                 u64 extent_end;
1959                 u64 ram_bytes;
1960                 u64 nocow_end;
1961                 int extent_type;
1962
1963                 nocow = false;
1964
1965                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1966                                                cur_offset, 0);
1967                 if (ret < 0)
1968                         goto error;
1969
1970                 /*
1971                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1972                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1973                  * one containing the search offset
1974                  */
1975                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1976                         leaf = path->nodes[0];
1977                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1978                                               path->slots[0] - 1);
1979                         if (found_key.objectid == ino &&
1980                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1981                                 path->slots[0]--;
1982                 }
1983                 check_prev = false;
1984 next_slot:
1985                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1986                 leaf = path->nodes[0];
1987                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1988                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1989                         if (ret < 0) {
1990                                 if (cow_start != (u64)-1)
1991                                         cur_offset = cow_start;
1992                                 goto error;
1993                         }
1994                         if (ret > 0)
1995                                 break;
1996                         leaf = path->nodes[0];
1997                 }
1998
1999                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2000
2001                 /* Didn't find anything for our INO */
2002                 if (found_key.objectid > ino)
2003                         break;
2004                 /*
2005                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2006                  * more extents for this inode
2007                  */
2008                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2009                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2010                         path->slots[0]++;
2011                         goto next_slot;
2012                 }
2013
2014                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2015                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2016                     found_key.offset > end)
2017                         break;
2018
2019                 /*
2020                  * If the found extent starts after requested offset, then
2021                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2022                  */
2023                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2024                         extent_end = found_key.offset;
2025                         extent_type = 0;
2026                         goto out_check;
2027                 }
2028
2029                 /*
2030                  * Found extent which begins before our range and potentially
2031                  * intersect it
2032                  */
2033                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2034                                     struct btrfs_file_extent_item);
2035                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2036                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2037                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2038                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2039                         ret = -EUCLEAN;
2040                         goto error;
2041                 }
2042                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2043                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2044
2045                 /*
2046                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2047                  * the next extent.
2048                  */
2049                 if (extent_end <= cur_offset) {
2050                         path->slots[0]++;
2051                         goto next_slot;
2052                 }
2053
2054                 nocow_args.start = cur_offset;
2055                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2056                 if (ret < 0) {
2057                         if (cow_start != (u64)-1)
2058                                 cur_offset = cow_start;
2059                         goto error;
2060                 } else if (ret == 0) {
2061                         goto out_check;
2062                 }
2063
2064                 ret = 0;
2065                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2066                 if (bg)
2067                         nocow = true;
2068 out_check:
2069                 /*
2070                  * If nocow is false then record the beginning of the range
2071                  * that needs to be COWed
2072                  */
2073                 if (!nocow) {
2074                         if (cow_start == (u64)-1)
2075                                 cow_start = cur_offset;
2076                         cur_offset = extent_end;
2077                         if (cur_offset > end)
2078                                 break;
2079                         if (!path->nodes[0])
2080                                 continue;
2081                         path->slots[0]++;
2082                         goto next_slot;
2083                 }
2084
2085                 /*
2086                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2087                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2088                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2089                  */
2090                 if (cow_start != (u64)-1) {
2091                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2092                                               cow_start, found_key.offset - 1,
2093                                               page_started, nr_written);
2094                         if (ret)
2095                                 goto error;
2096                         cow_start = (u64)-1;
2097                 }
2098
2099                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2100
2101                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
2102                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2103                         struct extent_map *em;
2104
2105                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2106                                           orig_start,
2107                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2108                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2109                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2110                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2111                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2112                         if (IS_ERR(em)) {
2113                                 ret = PTR_ERR(em);
2114                                 goto error;
2115                         }
2116                         free_extent_map(em);
2117                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode,
2118                                         cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2119                                         nocow_args.num_bytes,
2120                                         nocow_args.disk_bytenr,
2121                                         nocow_args.num_bytes, 0,
2122                                         1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC,
2123                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
2124                         if (ret) {
2125                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2126                                                             nocow_end, false);
2127                                 goto error;
2128                         }
2129                 } else {
2130                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
2131                                                        nocow_args.num_bytes,
2132                                                        nocow_args.num_bytes,
2133                                                        nocow_args.disk_bytenr,
2134                                                        nocow_args.num_bytes,
2135                                                        0,
2136                                                        1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW,
2137                                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
2138                         if (ret)
2139                                 goto error;
2140                 }
2141
2142                 if (nocow) {
2143                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2144                         nocow = false;
2145                 }
2146
2147                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2148                         /*
2149                          * Error handled later, as we must prevent
2150                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2151                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2152                          */
2153                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
2154                                                       nocow_args.num_bytes);
2155
2156                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2157                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2158                                              EXTENT_DELALLOC |
2159                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2160                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2161
2162                 cur_offset = extent_end;
2163
2164                 /*
2165                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2166                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2167                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2168                  */
2169                 if (ret)
2170                         goto error;
2171                 if (cur_offset > end)
2172                         break;
2173         }
2174         btrfs_release_path(path);
2175
2176         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2177                 cow_start = cur_offset;
2178
2179         if (cow_start != (u64)-1) {
2180                 cur_offset = end;
2181                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2182                                       page_started, nr_written);
2183                 if (ret)
2184                         goto error;
2185         }
2186
2187 error:
2188         if (nocow)
2189                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2190
2191         if (ret && cur_offset < end)
2192                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2193                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2194                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2195                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2196                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2197                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2198         btrfs_free_path(path);
2199         return ret;
2200 }
2201
2202 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2203 {
2204         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2205                 if (inode->defrag_bytes &&
2206                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2207                                    0, NULL))
2208                         return false;
2209                 return true;
2210         }
2211         return false;
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2216  * being touched for the first time.
2217  */
2218 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2219                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2220                 struct writeback_control *wbc)
2221 {
2222         int ret;
2223         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2224
2225         /*
2226          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2227          * @page_started can confuse the caller.
2228          */
2229         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2230                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2231
2232         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2233                 /*
2234                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2235                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2236                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2237                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2238                  * preallocated inodes.
2239                  */
2240                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2241                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2242                                          page_started, nr_written);
2243         } else if (!btrfs_inode_can_compress(inode) ||
2244                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
2245                 if (zoned)
2246                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2247                                                  page_started, nr_written);
2248                 else
2249                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2250                                              page_started, nr_written, 1, NULL);
2251         } else {
2252                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
2253                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
2254                                            page_started, nr_written);
2255         }
2256         ASSERT(ret <= 0);
2257         if (ret)
2258                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2259                                               end - start + 1);
2260         return ret;
2261 }
2262
2263 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2264                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2265 {
2266         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2267         u64 size;
2268
2269         /* not delalloc, ignore it */
2270         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2271                 return;
2272
2273         size = orig->end - orig->start + 1;
2274         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2275                 u32 num_extents;
2276                 u64 new_size;
2277
2278                 /*
2279                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2280                  * applies here, just in reverse.
2281                  */
2282                 new_size = orig->end - split + 1;
2283                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2284                 new_size = split - orig->start;
2285                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2286                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2287                         return;
2288         }
2289
2290         spin_lock(&inode->lock);
2291         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2292         spin_unlock(&inode->lock);
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2297  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2298  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2299  */
2300 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2301                                  struct extent_state *other)
2302 {
2303         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2304         u64 new_size, old_size;
2305         u32 num_extents;
2306
2307         /* not delalloc, ignore it */
2308         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2309                 return;
2310
2311         if (new->start > other->start)
2312                 new_size = new->end - other->start + 1;
2313         else
2314                 new_size = other->end - new->start + 1;
2315
2316         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2317         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2318                 spin_lock(&inode->lock);
2319                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2320                 spin_unlock(&inode->lock);
2321                 return;
2322         }
2323
2324         /*
2325          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2326          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2327          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2328          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2329          *
2330          * [ 4k][MAX_SIZE]
2331          *
2332          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2333          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2334          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2335          *
2336          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2337          *
2338          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2339          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2340          * this case.
2341          */
2342         old_size = other->end - other->start + 1;
2343         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2344         old_size = new->end - new->start + 1;
2345         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2346         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2347                 return;
2348
2349         spin_lock(&inode->lock);
2350         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2351         spin_unlock(&inode->lock);
2352 }
2353
2354 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2355                                       struct btrfs_inode *inode)
2356 {
2357         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2358
2359         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2360         if (list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2361                 list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2362                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST, &inode->runtime_flags);
2363                 root->nr_delalloc_inodes++;
2364                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2365                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2366                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2367                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2368                                       &fs_info->delalloc_roots);
2369                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2370                 }
2371         }
2372         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2373 }
2374
2375 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2376                                 struct btrfs_inode *inode)
2377 {
2378         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2379
2380         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2381                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2382                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2383                           &inode->runtime_flags);
2384                 root->nr_delalloc_inodes--;
2385                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2386                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2387                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2388                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2389                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2390                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2391                 }
2392         }
2393 }
2394
2395 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2396                                      struct btrfs_inode *inode)
2397 {
2398         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2399         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2400         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2405  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2406  */
2407 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2408                                u32 bits)
2409 {
2410         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2411
2412         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2413                 WARN_ON(1);
2414         /*
2415          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2416          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2417          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2418          */
2419         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2420                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2421                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2422                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2423                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2424
2425                 spin_lock(&inode->lock);
2426                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2427                 spin_unlock(&inode->lock);
2428
2429                 /* For sanity tests */
2430                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2431                         return;
2432
2433                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2434                                          fs_info->delalloc_batch);
2435                 spin_lock(&inode->lock);
2436                 inode->delalloc_bytes += len;
2437                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2438                         inode->defrag_bytes += len;
2439                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2440                                          &inode->runtime_flags))
2441                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2442                 spin_unlock(&inode->lock);
2443         }
2444
2445         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2446             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2447                 spin_lock(&inode->lock);
2448                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2449                 spin_unlock(&inode->lock);
2450         }
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2455  * accounting happens.
2456  */
2457 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2458                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2459 {
2460         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2461         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2462         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2463
2464         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2465                 spin_lock(&inode->lock);
2466                 inode->defrag_bytes -= len;
2467                 spin_unlock(&inode->lock);
2468         }
2469
2470         /*
2471          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2472          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2473          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2474          */
2475         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2476                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2477                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2478
2479                 spin_lock(&inode->lock);
2480                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2481                 spin_unlock(&inode->lock);
2482
2483                 /*
2484                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2485                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2486                  * error.
2487                  */
2488                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2489                     root != fs_info->tree_root)
2490                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2491
2492                 /* For sanity tests. */
2493                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2494                         return;
2495
2496                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2497                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2498                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2499                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2500
2501                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2502                                          fs_info->delalloc_batch);
2503                 spin_lock(&inode->lock);
2504                 inode->delalloc_bytes -= len;
2505                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2506                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2507                                         &inode->runtime_flags))
2508                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2509                 spin_unlock(&inode->lock);
2510         }
2511
2512         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2513             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2514                 spin_lock(&inode->lock);
2515                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2516                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2517                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2518                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2519                 spin_unlock(&inode->lock);
2520         }
2521 }
2522
2523 /*
2524  * Split an extent_map at [start, start + len]
2525  *
2526  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2527  */
2528 static int split_zoned_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len,
2529                           u64 pre, u64 post)
2530 {
2531         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2532         struct extent_map *em;
2533         struct extent_map *split_pre = NULL;
2534         struct extent_map *split_mid = NULL;
2535         struct extent_map *split_post = NULL;
2536         int ret = 0;
2537         unsigned long flags;
2538
2539         /* Sanity check */
2540         if (pre == 0 && post == 0)
2541                 return 0;
2542
2543         split_pre = alloc_extent_map();
2544         if (pre)
2545                 split_mid = alloc_extent_map();
2546         if (post)
2547                 split_post = alloc_extent_map();
2548         if (!split_pre || (pre && !split_mid) || (post && !split_post)) {
2549                 ret = -ENOMEM;
2550                 goto out;
2551         }
2552
2553         ASSERT(pre + post < len);
2554
2555         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
2556         write_lock(&em_tree->lock);
2557         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2558         if (!em) {
2559                 ret = -EIO;
2560                 goto out_unlock;
2561         }
2562
2563         ASSERT(em->len == len);
2564         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2565         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2566         ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
2567         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags));
2568         ASSERT(!list_empty(&em->list));
2569
2570         flags = em->flags;
2571         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2572
2573         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2574         split_pre->start = em->start;
2575         split_pre->len = (pre ? pre : em->len - post);
2576         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2577         split_pre->block_start = em->block_start;
2578         split_pre->block_len = split_pre->len;
2579         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2580         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2581         split_pre->flags = flags;
2582         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2583         split_pre->generation = em->generation;
2584
2585         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
2586
2587         /*
2588          * Now we only have an extent_map at:
2589          *     [em->start, em->start + pre] if pre != 0
2590          *     [em->start, em->start + em->len - post] if pre == 0
2591          */
2592
2593         if (pre) {
2594                 /* Insert the middle extent_map */
2595                 split_mid->start = em->start + pre;
2596                 split_mid->len = em->len - pre - post;
2597                 split_mid->orig_start = split_mid->start;
2598                 split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2599                 split_mid->block_len = split_mid->len;
2600                 split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2601                 split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2602                 split_mid->flags = flags;
2603                 split_mid->compress_type = em->compress_type;
2604                 split_mid->generation = em->generation;
2605                 add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
2606         }
2607
2608         if (post) {
2609                 split_post->start = em->start + em->len - post;
2610                 split_post->len = post;
2611                 split_post->orig_start = split_post->start;
2612                 split_post->block_start = em->block_start + em->len - post;
2613                 split_post->block_len = split_post->len;
2614                 split_post->orig_block_len = split_post->block_len;
2615                 split_post->ram_bytes = split_post->len;
2616                 split_post->flags = flags;
2617                 split_post->compress_type = em->compress_type;
2618                 split_post->generation = em->generation;
2619                 add_extent_mapping(em_tree, split_post, 1);
2620         }
2621
2622         /* Once for us */
2623         free_extent_map(em);
2624         /* Once for the tree */
2625         free_extent_map(em);
2626
2627 out_unlock:
2628         write_unlock(&em_tree->lock);
2629         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1, NULL);
2630 out:
2631         free_extent_map(split_pre);
2632         free_extent_map(split_mid);
2633         free_extent_map(split_post);
2634
2635         return ret;
2636 }
2637
2638 blk_status_t btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio)
2639 {
2640         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2641         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2642         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
2643         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2644         u64 file_len;
2645         u64 end = start + len;
2646         u64 ordered_end;
2647         u64 pre, post;
2648         int ret = 0;
2649
2650         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, bbio->file_offset);
2651         if (WARN_ON_ONCE(!ordered))
2652                 return BLK_STS_IOERR;
2653
2654         /* No need to split */
2655         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2656                 goto out;
2657
2658         /* We cannot split once end_bio'd ordered extent */
2659         if (WARN_ON_ONCE(ordered->bytes_left != ordered->disk_num_bytes)) {
2660                 ret = -EINVAL;
2661                 goto out;
2662         }
2663
2664         /* We cannot split a compressed ordered extent */
2665         if (WARN_ON_ONCE(ordered->disk_num_bytes != ordered->num_bytes)) {
2666                 ret = -EINVAL;
2667                 goto out;
2668         }
2669
2670         ordered_end = ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes;
2671         /* bio must be in one ordered extent */
2672         if (WARN_ON_ONCE(start < ordered->disk_bytenr || end > ordered_end)) {
2673                 ret = -EINVAL;
2674                 goto out;
2675         }
2676
2677         /* Checksum list should be empty */
2678         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ordered->list))) {
2679                 ret = -EINVAL;
2680                 goto out;
2681         }
2682
2683         file_len = ordered->num_bytes;
2684         pre = start - ordered->disk_bytenr;
2685         post = ordered_end - end;
2686
2687         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, pre, post);
2688         if (ret)
2689                 goto out;
2690         ret = split_zoned_em(inode, bbio->file_offset, file_len, pre, post);
2691
2692 out:
2693         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2694
2695         return errno_to_blk_status(ret);
2696 }
2697
2698 /*
2699  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2700  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2701  */
2702 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2703                              struct list_head *list)
2704 {
2705         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2706         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2707         int ret;
2708
2709         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2710                 trans->adding_csums = true;
2711                 if (!csum_root)
2712                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2713                                                     sum->bytenr);
2714                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2715                 trans->adding_csums = false;
2716                 if (ret)
2717                         return ret;
2718         }
2719         return 0;
2720 }
2721
2722 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2723                                          const u64 start,
2724                                          const u64 len,
2725                                          struct extent_state **cached_state)
2726 {
2727         u64 search_start = start;
2728         const u64 end = start + len - 1;
2729
2730         while (search_start < end) {
2731                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2732                 struct extent_map *em;
2733                 u64 em_len;
2734                 int ret = 0;
2735
2736                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2737                 if (IS_ERR(em))
2738                         return PTR_ERR(em);
2739
2740                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2741                         goto next;
2742
2743                 em_len = em->len;
2744                 if (em->start < search_start)
2745                         em_len -= search_start - em->start;
2746                 if (em_len > search_len)
2747                         em_len = search_len;
2748
2749                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2750                                      search_start + em_len - 1,
2751                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state,
2752                                      GFP_NOFS);
2753 next:
2754                 search_start = extent_map_end(em);
2755                 free_extent_map(em);
2756                 if (ret)
2757                         return ret;
2758         }
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2763                               unsigned int extra_bits,
2764                               struct extent_state **cached_state)
2765 {
2766         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2767
2768         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2769             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2770                 /*
2771                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2772                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2773                  */
2774                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2775         } else {
2776                 int ret;
2777
2778                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2779                                                     end + 1 - start,
2780                                                     cached_state);
2781                 if (ret)
2782                         return ret;
2783         }
2784
2785         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2786                                    cached_state);
2787 }
2788
2789 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2790 struct btrfs_writepage_fixup {
2791         struct page *page;
2792         struct btrfs_inode *inode;
2793         struct btrfs_work work;
2794 };
2795
2796 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2797 {
2798         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2799         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2800         struct extent_state *cached_state = NULL;
2801         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2802         struct page *page;
2803         struct btrfs_inode *inode;
2804         u64 page_start;
2805         u64 page_end;
2806         int ret = 0;
2807         bool free_delalloc_space = true;
2808
2809         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2810         page = fixup->page;
2811         inode = fixup->inode;
2812         page_start = page_offset(page);
2813         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2814
2815         /*
2816          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2817          * we take the page lock.
2818          */
2819         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2820                                            PAGE_SIZE);
2821 again:
2822         lock_page(page);
2823
2824         /*
2825          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2826          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2827          * address space.
2828          */
2829         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2830                 /*
2831                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2832                  *
2833                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2834                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2835                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2836                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2837                  *    while waiting for the ordered extent.
2838                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2839                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2840                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2841                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2842                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2843                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2844                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2845                  *    when the page was already properly dealt with.
2846                  */
2847                 if (!ret) {
2848                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2849                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2850                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2851                                                      true);
2852                 }
2853                 ret = 0;
2854                 goto out_page;
2855         }
2856
2857         /*
2858          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2859          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2860          */
2861         if (ret)
2862                 goto out_page;
2863
2864         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2865
2866         /* already ordered? We're done */
2867         if (PageOrdered(page))
2868                 goto out_reserved;
2869
2870         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2871         if (ordered) {
2872                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2873                               &cached_state);
2874                 unlock_page(page);
2875                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2876                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2877                 goto again;
2878         }
2879
2880         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2881                                         &cached_state);
2882         if (ret)
2883                 goto out_reserved;
2884
2885         /*
2886          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2887          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2888          * destination.
2889          *
2890          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2891          */
2892         BUG_ON(!PageDirty(page));
2893         free_delalloc_space = false;
2894 out_reserved:
2895         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2896         if (free_delalloc_space)
2897                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2898                                              PAGE_SIZE, true);
2899         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2900 out_page:
2901         if (ret) {
2902                 /*
2903                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2904                  * to reflect the errors and clean the page.
2905                  */
2906                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2907                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2908                 clear_page_dirty_for_io(page);
2909                 SetPageError(page);
2910         }
2911         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2912         unlock_page(page);
2913         put_page(page);
2914         kfree(fixup);
2915         extent_changeset_free(data_reserved);
2916         /*
2917          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2918          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2919          * deadlock.
2920          */
2921         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2926  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2927  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2928  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2929  *
2930  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2931  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2932  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2933  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2934  */
2935 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2936 {
2937         struct inode *inode = page->mapping->host;
2938         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2939         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2940
2941         /* This page has ordered extent covering it already */
2942         if (PageOrdered(page))
2943                 return 0;
2944
2945         /*
2946          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2947          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2948          *
2949          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2950          * EAGAIN.
2951          */
2952         if (PageChecked(page))
2953                 return -EAGAIN;
2954
2955         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2956         if (!fixup)
2957                 return -EAGAIN;
2958
2959         /*
2960          * We are already holding a reference to this inode from
2961          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2962          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2963          * page->mapping outside of the page lock.
2964          */
2965         ihold(inode);
2966         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2967         get_page(page);
2968         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2969         fixup->page = page;
2970         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2971         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2972
2973         return -EAGAIN;
2974 }
2975
2976 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2977                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2978                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2979                                        const bool update_inode_bytes,
2980                                        u64 qgroup_reserved)
2981 {
2982         struct btrfs_root *root = inode->root;
2983         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2984         struct btrfs_path *path;
2985         struct extent_buffer *leaf;
2986         struct btrfs_key ins;
2987         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2988         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2989         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2990         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2991         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2992         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2993         int ret;
2994
2995         path = btrfs_alloc_path();
2996         if (!path)
2997                 return -ENOMEM;
2998
2999         /*
3000          * we may be replacing one extent in the tree with another.
3001          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
3002          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
3003          *
3004          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
3005          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
3006          * with the others.
3007          */
3008         drop_args.path = path;
3009         drop_args.start = file_pos;
3010         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
3011         drop_args.replace_extent = true;
3012         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
3013         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
3014         if (ret)
3015                 goto out;
3016
3017         if (!drop_args.extent_inserted) {
3018                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
3019                 ins.offset = file_pos;
3020                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
3021
3022                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
3023                                               sizeof(*stack_fi));
3024                 if (ret)
3025                         goto out;
3026         }
3027         leaf = path->nodes[0];
3028         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
3029         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
3030                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
3031                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
3032
3033         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3034         btrfs_release_path(path);
3035
3036         /*
3037          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
3038          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
3039          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
3040          * The remaining of the range will be processed when clearning the
3041          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
3042          */
3043         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
3044                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
3045
3046                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
3047                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
3048                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
3049                 num_bytes -= sectorsize;
3050         }
3051
3052         if (update_inode_bytes)
3053                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
3054
3055         ins.objectid = disk_bytenr;
3056         ins.offset = disk_num_bytes;
3057         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
3058
3059         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3060         if (ret)
3061                 goto out;
3062
3063         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3064                                                file_pos - offset,
3065                                                qgroup_reserved, &ins);
3066 out:
3067         btrfs_free_path(path);
3068
3069         return ret;
3070 }
3071
3072 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3073                                          u64 start, u64 len)
3074 {
3075         struct btrfs_block_group *cache;
3076
3077         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3078         ASSERT(cache);
3079
3080         spin_lock(&cache->lock);
3081         cache->delalloc_bytes -= len;
3082         spin_unlock(&cache->lock);
3083
3084         btrfs_put_block_group(cache);
3085 }
3086
3087 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3088                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3089 {
3090         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3091         bool update_inode_bytes;
3092         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3093         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3094
3095         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3096         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3097         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3098         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3099                                                    oe->disk_num_bytes);
3100         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3101         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
3102                 num_bytes = oe->truncated_len;
3103                 ram_bytes = num_bytes;
3104         }
3105         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3106         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3107         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3108         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3109
3110         /*
3111          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3112          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3113          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3114          * except if the ordered extent was truncated.
3115          */
3116         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3117                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3118                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3119
3120         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3121                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3122                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3123 }
3124
3125 /*
3126  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3127  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3128  * fully written.
3129  */
3130 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3131 {
3132         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3133         struct btrfs_root *root = inode->root;
3134         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3135         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3136         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3137         struct extent_state *cached_state = NULL;
3138         u64 start, end;
3139         int compress_type = 0;
3140         int ret = 0;
3141         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3142         bool freespace_inode;
3143         bool truncated = false;
3144         bool clear_reserved_extent = true;
3145         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3146
3147         start = ordered_extent->file_offset;
3148         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3149
3150         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3151             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3152             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3153             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3154                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3155
3156         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3157         if (!freespace_inode)
3158                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3159
3160         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3161                 ret = -EIO;
3162                 goto out;
3163         }
3164
3165         /* A valid ->physical implies a write on a sequential zone. */
3166         if (ordered_extent->physical != (u64)-1) {
3167                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
3168                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3169                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3170         }
3171
3172         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3173                 truncated = true;
3174                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3175                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3176                 if (!logical_len)
3177                         goto out;
3178         }
3179
3180         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3181                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3182
3183                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3184                 if (freespace_inode)
3185                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3186                 else
3187                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3188                 if (IS_ERR(trans)) {
3189                         ret = PTR_ERR(trans);
3190                         trans = NULL;
3191                         goto out;
3192                 }
3193                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3194                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3195                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3196                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3197                 goto out;
3198         }
3199
3200         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3201         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3202
3203         if (freespace_inode)
3204                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3205         else
3206                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3207         if (IS_ERR(trans)) {
3208                 ret = PTR_ERR(trans);
3209                 trans = NULL;
3210                 goto out;
3211         }
3212
3213         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3214
3215         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3216                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3217         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3218                 BUG_ON(compress_type);
3219                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3220                                                 ordered_extent->file_offset,
3221                                                 ordered_extent->file_offset +
3222                                                 logical_len);
3223                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3224                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3225         } else {
3226                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3227                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3228                 if (!ret) {
3229                         clear_reserved_extent = false;
3230                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3231                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3232                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3233                 }
3234         }
3235         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3236                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3237         if (ret < 0) {
3238                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3239                 goto out;
3240         }
3241
3242         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3243         if (ret) {
3244                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3245                 goto out;
3246         }
3247
3248         /*
3249          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3250          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3251          * before updating the inode item.
3252          */
3253         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3254             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3255                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3256                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3257                                  &cached_state);
3258
3259         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3260         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3261         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3262                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3263                 goto out;
3264         }
3265         ret = 0;
3266 out:
3267         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3268                          &cached_state);
3269
3270         if (trans)
3271                 btrfs_end_transaction(trans);
3272
3273         if (ret || truncated) {
3274                 u64 unwritten_start = start;
3275
3276                 /*
3277                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3278                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3279                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3280                  * already set.  Any error during writeback would have already
3281                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3282                  * marking this ordered extent as failed.
3283                  */
3284                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3285                                              &ordered_extent->flags))
3286                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3287
3288                 if (truncated)
3289                         unwritten_start += logical_len;
3290                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3291
3292                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3293                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3294
3295                 /*
3296                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3297                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3298                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3299                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3300                  *
3301                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3302                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3303                  * has already been done.
3304                  */
3305                 if ((ret || !logical_len) &&
3306                     clear_reserved_extent &&
3307                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3308                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3309                         /*
3310                          * Discard the range before returning it back to the
3311                          * free space pool
3312                          */
3313                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3314                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3315                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3316                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3317                                                 NULL);
3318                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3319                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3320                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3321                 }
3322         }
3323
3324         /*
3325          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3326          * updating everything for this ordered extent.
3327          */
3328         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3329
3330         /* once for us */
3331         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3332         /* once for the tree */
3333         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3334
3335         return ret;
3336 }
3337
3338 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3339                                           struct page *page, u64 start,
3340                                           u64 end, bool uptodate)
3341 {
3342         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3343
3344         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start, uptodate);
3345 }
3346
3347 /*
3348  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3349  * on the type of I/O.
3350  */
3351 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3352                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3353 {
3354         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3355         char *kaddr;
3356
3357         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3358
3359         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3360
3361         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3362         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3363         kunmap_local(kaddr);
3364
3365         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3366                 return -EIO;
3367         return 0;
3368 }
3369
3370 static u8 *btrfs_csum_ptr(const struct btrfs_fs_info *fs_info, u8 *csums, u64 offset)
3371 {
3372         u64 offset_in_sectors = offset >> fs_info->sectorsize_bits;
3373
3374         return csums + offset_in_sectors * fs_info->csum_size;
3375 }
3376
3377 /*
3378  * Verify the checksum of a single data sector.
3379  *
3380  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3381  * @dev:        device the sector is on
3382  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3383  * @bv:         bio_vec to check
3384  *
3385  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3386  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3387  *
3388  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3389  */
3390 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3391                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3392 {
3393         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3394         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3395         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3396         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3397         u8 *csum_expected;
3398         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3399
3400         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3401
3402         if (!bbio->csum)
3403                 return true;
3404
3405         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3406             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3407                            1, NULL)) {
3408                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3409                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3410                                   EXTENT_NODATASUM);
3411                 return true;
3412         }
3413
3414         csum_expected = btrfs_csum_ptr(fs_info, bbio->csum, bio_offset);
3415         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3416                                     csum_expected))
3417                 goto zeroit;
3418         return true;
3419
3420 zeroit:
3421         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3422                                     bbio->mirror_num);
3423         if (dev)
3424                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3425         memzero_bvec(bv);
3426         return false;
3427 }
3428
3429 /*
3430  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3431  *
3432  * @inode: The inode we want to perform iput on
3433  *
3434  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3435  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3436  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3437  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3438  */
3439 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3440 {
3441         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3442
3443         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3444                 return;
3445
3446         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3447         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3448         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3449         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3450         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3451         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3452                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3453 }
3454
3455 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3456                                     struct btrfs_inode *inode)
3457 {
3458         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3459         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3460         iput(&inode->vfs_inode);
3461         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3462                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3463         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3464 }
3465
3466 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3467                                    struct btrfs_inode *inode)
3468 {
3469         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3470                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3471                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3472                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3473                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3474         }
3475 }
3476
3477 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3478 {
3479
3480         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3481         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3482                 struct btrfs_inode *inode;
3483
3484                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3485                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3486                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3487                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3488         }
3489         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3490 }
3491
3492 /*
3493  * Wait for flushing all delayed iputs
3494  *
3495  * @fs_info:  the filesystem
3496  *
3497  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3498  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3499  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3500  * that might get blocked on the iputs.
3501  *
3502  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3503  */
3504 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3505 {
3506         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3507                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3508         if (ret)
3509                 return -EINTR;
3510         return 0;
3511 }
3512
3513 /*
3514  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3515  * in the middle of an unlink.
3516  */
3517 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3518                      struct btrfs_inode *inode)
3519 {
3520         int ret;
3521
3522         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3523         if (ret && ret != -EEXIST) {
3524                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3525                 return ret;
3526         }
3527
3528         return 0;
3529 }
3530
3531 /*
3532  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3533  * this particular inode.
3534  */
3535 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3536                             struct btrfs_inode *inode)
3537 {
3538         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3539 }
3540
3541 /*
3542  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3543  * of this root.
3544  */
3545 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3546 {
3547         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3548         struct btrfs_path *path;
3549         struct extent_buffer *leaf;
3550         struct btrfs_key key, found_key;
3551         struct btrfs_trans_handle *trans;
3552         struct inode *inode;
3553         u64 last_objectid = 0;
3554         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3555
3556         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3557                 return 0;
3558
3559         path = btrfs_alloc_path();
3560         if (!path) {
3561                 ret = -ENOMEM;
3562                 goto out;
3563         }
3564         path->reada = READA_BACK;
3565
3566         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3567         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3568         key.offset = (u64)-1;
3569
3570         while (1) {
3571                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3572                 if (ret < 0)
3573                         goto out;
3574
3575                 /*
3576                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3577                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3578                  * find the key and see if we have stuff that matches
3579                  */
3580                 if (ret > 0) {
3581                         ret = 0;
3582                         if (path->slots[0] == 0)
3583                                 break;
3584                         path->slots[0]--;
3585                 }
3586
3587                 /* pull out the item */
3588                 leaf = path->nodes[0];
3589                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3590
3591                 /* make sure the item matches what we want */
3592                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3593                         break;
3594                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3595                         break;
3596
3597                 /* release the path since we're done with it */
3598                 btrfs_release_path(path);
3599
3600                 /*
3601                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3602                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3603                  * offset of the orphan item.
3604                  */
3605
3606                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3607                         btrfs_err(fs_info,
3608                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3609                         ret = -EINVAL;
3610                         goto out;
3611                 }
3612
3613                 last_objectid = found_key.offset;
3614
3615                 found_key.objectid = found_key.offset;
3616                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3617                 found_key.offset = 0;
3618                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3619                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3620                 if (ret && ret != -ENOENT)
3621                         goto out;
3622
3623                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3624                         struct btrfs_root *dead_root;
3625                         int is_dead_root = 0;
3626
3627                         /*
3628                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3629                          * could come from 2 sources:
3630                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3631                          *  b) a free space cache inode
3632                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3633                          * for a root must not get deleted before the deletion
3634                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3635                          *
3636                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3637                          * found all deleted roots and loaded them into
3638                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3639                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3640                          * up the root from that radix tree.
3641                          */
3642
3643                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3644                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3645                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3646                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3647                                 is_dead_root = 1;
3648                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3649
3650                         if (is_dead_root) {
3651                                 /* prevent this orphan from being found again */
3652                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3653                                 continue;
3654                         }
3655
3656                 }
3657
3658                 /*
3659                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3660                  * possibilities:
3661                  *
3662                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3663                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3664                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3665                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3666
3667                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3668                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3669                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3670                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3671                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3672                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3673                  *
3674                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3675                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3676                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3677                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3678                  * the orphan item.
3679                  *
3680                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3681                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3682                  * but either way, we can delete the orphan item.
3683                  */
3684                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3685                         if (!ret) {
3686                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3687                                 iput(inode);
3688                                 if (ret)
3689                                         goto out;
3690                         }
3691                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3692                         if (IS_ERR(trans)) {
3693                                 ret = PTR_ERR(trans);
3694                                 goto out;
3695                         }
3696                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3697                                     found_key.objectid);
3698                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3699                                                     found_key.objectid);
3700                         btrfs_end_transaction(trans);
3701                         if (ret)
3702                                 goto out;
3703                         continue;
3704                 }
3705
3706                 nr_unlink++;
3707
3708                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3709                 iput(inode);
3710         }
3711         /* release the path since we're done with it */
3712         btrfs_release_path(path);
3713
3714         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3715                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3716                 if (!IS_ERR(trans))
3717                         btrfs_end_transaction(trans);
3718         }
3719
3720         if (nr_unlink)
3721                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3722
3723 out:
3724         if (ret)
3725                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3726         btrfs_free_path(path);
3727         return ret;
3728 }
3729
3730 /*
3731  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3732  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3733  *
3734  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3735  */
3736 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3737                                           int slot, u64 objectid,
3738                                           int *first_xattr_slot)
3739 {
3740         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3741         struct btrfs_key found_key;
3742         static u64 xattr_access = 0;
3743         static u64 xattr_default = 0;
3744         int scanned = 0;
3745
3746         if (!xattr_access) {
3747                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3748                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3749                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3750                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3751         }
3752
3753         slot++;
3754         *first_xattr_slot = -1;
3755         while (slot < nritems) {
3756                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3757
3758                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3759                 if (found_key.objectid != objectid)
3760                         return 0;
3761
3762                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3763                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3764                         if (*first_xattr_slot == -1)
3765                                 *first_xattr_slot = slot;
3766                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3767                             found_key.offset == xattr_default)
3768                                 return 1;
3769                 }
3770
3771                 /*
3772                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3773                  * be any acls later on
3774                  */
3775                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3776                         return 0;
3777
3778                 slot++;
3779                 scanned++;
3780
3781                 /*
3782                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3783                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3784                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3785                  * this is just an optimization
3786                  */
3787                 if (scanned >= 8)
3788                         break;
3789         }
3790         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3791          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3792          * has acls
3793          */
3794         if (*first_xattr_slot == -1)
3795                 *first_xattr_slot = slot;
3796         return 1;
3797 }
3798
3799 /*
3800  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3801  */
3802 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3803                                    struct btrfs_path *in_path)
3804 {
3805         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3806         struct btrfs_path *path = in_path;
3807         struct extent_buffer *leaf;
3808         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3809         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3810         struct btrfs_key location;
3811         unsigned long ptr;
3812         int maybe_acls;
3813         u32 rdev;
3814         int ret;
3815         bool filled = false;
3816         int first_xattr_slot;
3817
3818         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3819         if (!ret)
3820                 filled = true;
3821
3822         if (!path) {
3823                 path = btrfs_alloc_path();
3824                 if (!path)
3825                         return -ENOMEM;
3826         }
3827
3828         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3829
3830         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3831         if (ret) {
3832                 if (path != in_path)
3833                         btrfs_free_path(path);
3834                 return ret;
3835         }
3836
3837         leaf = path->nodes[0];
3838
3839         if (filled)
3840                 goto cache_index;
3841
3842         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3843                                     struct btrfs_inode_item);
3844         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3845         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3846         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3847         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3848         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3849         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3850                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3851
3852         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3853         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3854
3855         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3856         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3857
3858         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3859         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3860
3861         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3862                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3863         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3864                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3865
3866         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3867         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3868         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3869
3870         inode_set_iversion_queried(inode,
3871                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3872         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3873         inode->i_rdev = 0;
3874         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3875
3876         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3877         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3878                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3879
3880 cache_index:
3881         /*
3882          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3883          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3884          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3885          * cache.
3886          *
3887          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3888          * in delayed_nodes_tree.
3889          */
3890         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3891                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3892                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3893
3894         /*
3895          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3896          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3897          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3898          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3899          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3900          * replayed. For example, in the scenario:
3901          *
3902          * touch mydir/foo
3903          * ln mydir/foo mydir/bar
3904          * sync
3905          * unlink mydir/bar
3906          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3907          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3908          * <power failure>
3909          * mount fs, triggers fsync log replay
3910          *
3911          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3912          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3913          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3914          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3915          *
3916          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3917          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3918          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3919          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3920          */
3921         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3922
3923         /*
3924          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3925          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3926          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3927          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3928          */
3929         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3930
3931         path->slots[0]++;
3932         if (inode->i_nlink != 1 ||
3933             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3934                 goto cache_acl;
3935
3936         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3937         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3938                 goto cache_acl;
3939
3940         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3941         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3942                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3943
3944                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3945                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3946         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3947                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3948
3949                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3950                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3951                                                                      extref);
3952         }
3953 cache_acl:
3954         /*
3955          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3956          * any xattrs or acls
3957          */
3958         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3959                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3960         if (first_xattr_slot != -1) {
3961                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3962                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3963                 if (ret)
3964                         btrfs_err(fs_info,
3965                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3966                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3967                                   root->root_key.objectid, ret);
3968         }
3969         if (path != in_path)
3970                 btrfs_free_path(path);
3971
3972         if (!maybe_acls)
3973                 cache_no_acl(inode);
3974
3975         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3976         case S_IFREG:
3977                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3978                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3979                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3980                 break;
3981         case S_IFDIR:
3982                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3983                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3984                 break;
3985         case S_IFLNK:
3986                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3987                 inode_nohighmem(inode);
3988                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3989                 break;
3990         default:
3991                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3992                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3993                 break;
3994         }
3995
3996         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3997         return 0;
3998 }
3999
4000 /*
4001  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4002  */
4003 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4004                             struct extent_buffer *leaf,
4005                             struct btrfs_inode_item *item,
4006                             struct inode *inode)
4007 {
4008         struct btrfs_map_token token;
4009         u64 flags;
4010
4011         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4012
4013         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4014         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4015         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4016         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4017         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4018
4019         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4020                                      inode->i_atime.tv_sec);
4021         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4022                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4023
4024         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4025                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4026         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4027                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4028
4029         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4030                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4031         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4032                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4033
4034         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4035                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4036         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4037                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4038
4039         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4040         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4041                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4042         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4043         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4044         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4045         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4046                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4047         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4048         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4049 }
4050
4051 /*
4052  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4053  */
4054 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4055                                 struct btrfs_root *root,
4056                                 struct btrfs_inode *inode)
4057 {
4058         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4059         struct btrfs_path *path;
4060         struct extent_buffer *leaf;
4061         int ret;
4062
4063         path = btrfs_alloc_path();
4064         if (!path)
4065                 return -ENOMEM;
4066
4067         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4068         if (ret) {
4069                 if (ret > 0)
4070                         ret = -ENOENT;
4071                 goto failed;
4072         }
4073
4074         leaf = path->nodes[0];
4075         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4076                                     struct btrfs_inode_item);
4077
4078         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4079         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4080         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4081         ret = 0;
4082 failed:
4083         btrfs_free_path(path);
4084         return ret;
4085 }
4086
4087 /*
4088  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4089  */
4090 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4091                                 struct btrfs_root *root,
4092                                 struct btrfs_inode *inode)
4093 {
4094         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4095         int ret;
4096
4097         /*
4098          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4099          * if we put it into the delayed code.
4100          *
4101          * The data relocation inode should also be directly updated
4102          * without delay
4103          */
4104         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4105             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4106             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4107                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4108
4109                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4110                 if (!ret)
4111                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4112                 return ret;
4113         }
4114
4115         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4116 }
4117
4118 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4119                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4120 {
4121         int ret;
4122
4123         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4124         if (ret == -ENOSPC)
4125                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4126         return ret;
4127 }
4128
4129 /*
4130  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4131  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4132  * also drops the back refs in the inode to the directory
4133  */
4134 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4135                                 struct btrfs_inode *dir,
4136                                 struct btrfs_inode *inode,
4137                                 const struct fscrypt_str *name,
4138                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4139 {
4140         struct btrfs_root *root = dir->root;
4141         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4142         struct btrfs_path *path;
4143         int ret = 0;
4144         struct btrfs_dir_item *di;
4145         u64 index;
4146         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4147         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4148
4149         path = btrfs_alloc_path();
4150         if (!path) {
4151                 ret = -ENOMEM;
4152                 goto out;
4153         }
4154
4155         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4156         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4157                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4158                 goto err;
4159         }
4160         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4161         if (ret)
4162                 goto err;
4163         btrfs_release_path(path);
4164
4165         /*
4166          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4167          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4168          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4169          *
4170          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4171          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4172          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4173          * we update the inode item.
4174          */
4175         if (inode->dir_index) {
4176                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4177                 if (!ret) {
4178                         index = inode->dir_index;
4179                         goto skip_backref;
4180                 }
4181         }
4182
4183         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4184         if (ret) {
4185                 btrfs_info(fs_info,
4186                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4187                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4188                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4189                 goto err;
4190         }
4191 skip_backref:
4192         if (rename_ctx)
4193                 rename_ctx->index = index;
4194
4195         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4196         if (ret) {
4197                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4198                 goto err;
4199         }
4200
4201         /*
4202          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4203          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4204          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4205          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4206          */
4207         if (!rename_ctx) {
4208                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4209                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4210         }
4211
4212         /*
4213          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4214          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4215          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4216          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4217          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4218          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4219          * holding.
4220          */
4221         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4222 err:
4223         btrfs_free_path(path);
4224         if (ret)
4225                 goto out;
4226
4227         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4228         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4229         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4230         inode->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4231         dir->vfs_inode.i_mtime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4232         dir->vfs_inode.i_ctime = inode->vfs_inode.i_ctime;
4233         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4234 out:
4235         return ret;
4236 }
4237
4238 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4239                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4240                        const struct fscrypt_str *name)
4241 {
4242         int ret;
4243
4244         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4245         if (!ret) {
4246                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4247                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4248         }
4249         return ret;
4250 }
4251
4252 /*
4253  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4254  *
4255  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4256  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4257  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4258  * allow the unlink to occur.
4259  */
4260 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4261 {
4262         struct btrfs_root *root = dir->root;
4263
4264         /*
4265          * 1 for the possible orphan item
4266          * 1 for the dir item
4267          * 1 for the dir index
4268          * 1 for the inode ref
4269          * 1 for the inode
4270          * 1 for the parent inode
4271          */
4272         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 6);
4273 }
4274
4275 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4276 {
4277         struct btrfs_trans_handle *trans;
4278         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4279         int ret;
4280         struct fscrypt_name fname;
4281
4282         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4283         if (ret)
4284                 return ret;
4285
4286         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4287
4288         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4289         if (IS_ERR(trans)) {
4290                 ret = PTR_ERR(trans);
4291                 goto fscrypt_free;
4292         }
4293
4294         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4295                         0);
4296
4297         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4298                                  &fname.disk_name);
4299         if (ret)
4300                 goto end_trans;
4301
4302         if (inode->i_nlink == 0) {
4303                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4304                 if (ret)
4305                         goto end_trans;
4306         }
4307
4308 end_trans:
4309         btrfs_end_transaction(trans);
4310         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4311 fscrypt_free:
4312         fscrypt_free_filename(&fname);
4313         return ret;
4314 }
4315
4316 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4317                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4318 {
4319         struct btrfs_root *root = dir->root;
4320         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4321         struct btrfs_path *path;
4322         struct extent_buffer *leaf;
4323         struct btrfs_dir_item *di;
4324         struct btrfs_key key;
4325         u64 index;
4326         int ret;
4327         u64 objectid;
4328         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4329         struct fscrypt_name fname;
4330
4331         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4332         if (ret)
4333                 return ret;
4334
4335         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4336
4337         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4338                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4339         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4340                 objectid = inode->location.objectid;
4341         } else {
4342                 WARN_ON(1);
4343                 fscrypt_free_filename(&fname);
4344                 return -EINVAL;
4345         }
4346
4347         path = btrfs_alloc_path();
4348         if (!path) {
4349                 ret = -ENOMEM;
4350                 goto out;
4351         }
4352
4353         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4354                                    &fname.disk_name, -1);
4355         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4356                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4357                 goto out;
4358         }
4359
4360         leaf = path->nodes[0];
4361         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4362         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4363         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4364         if (ret) {
4365                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4366                 goto out;
4367         }
4368         btrfs_release_path(path);
4369
4370         /*
4371          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4372          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4373          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4374          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4375          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4376          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4377          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4378          */
4379         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4380                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4381                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4382                         if (!di)
4383                                 ret = -ENOENT;
4384                         else
4385                                 ret = PTR_ERR(di);
4386                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4387                         goto out;
4388                 }
4389
4390                 leaf = path->nodes[0];
4391                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4392                 index = key.offset;
4393                 btrfs_release_path(path);
4394         } else {
4395                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4396                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4397                                          &index, &fname.disk_name);
4398                 if (ret) {
4399                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4400                         goto out;
4401                 }
4402         }
4403
4404         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4405         if (ret) {
4406                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4407                 goto out;
4408         }
4409
4410         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4411         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4412         dir->vfs_inode.i_mtime = current_time(&dir->vfs_inode);
4413         dir->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime;
4414         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, dir);
4415         if (ret)
4416                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4417 out:
4418         btrfs_free_path(path);
4419         fscrypt_free_filename(&fname);
4420         return ret;
4421 }
4422
4423 /*
4424  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4425  * default.
4426  */
4427 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4428 {
4429         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4430         struct btrfs_path *path;
4431         struct btrfs_dir_item *di;
4432         struct btrfs_key key;
4433         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4434         u64 dir_id;
4435         int ret;
4436
4437         path = btrfs_alloc_path();
4438         if (!path)
4439                 return -ENOMEM;
4440
4441         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4442         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4443         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4444                                    dir_id, &name, 0);
4445         if (di && !IS_ERR(di)) {
4446                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4447                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4448                         ret = -EPERM;
4449                         btrfs_err(fs_info,
4450                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4451                                   key.objectid);
4452                         goto out;
4453                 }
4454                 btrfs_release_path(path);
4455         }
4456
4457         key.objectid = root->root_key.objectid;
4458         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4459         key.offset = (u64)-1;
4460
4461         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4462         if (ret < 0)
4463                 goto out;
4464         BUG_ON(ret == 0);
4465
4466         ret = 0;
4467         if (path->slots[0] > 0) {
4468                 path->slots[0]--;
4469                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4470                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4471                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4472                         ret = -ENOTEMPTY;
4473         }
4474 out:
4475         btrfs_free_path(path);
4476         return ret;
4477 }
4478
4479 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4480 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4481 {
4482         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4483         struct rb_node *node;
4484         struct rb_node *prev;
4485         struct btrfs_inode *entry;
4486         struct inode *inode;
4487         u64 objectid = 0;
4488
4489         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4490                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4491
4492         spin_lock(&root->inode_lock);
4493 again:
4494         node = root->inode_tree.rb_node;
4495         prev = NULL;
4496         while (node) {
4497                 prev = node;
4498                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4499
4500                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4501                         node = node->rb_left;
4502                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4503                         node = node->rb_right;
4504                 else
4505                         break;
4506         }
4507         if (!node) {
4508                 while (prev) {
4509                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4510                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4511                                 node = prev;
4512                                 break;
4513                         }
4514                         prev = rb_next(prev);
4515                 }
4516         }
4517         while (node) {
4518                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4519                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4520                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4521                 if (inode) {
4522                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4523                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4524                                 d_prune_aliases(inode);
4525                         /*
4526                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4527                          * cache when its usage count hits zero.
4528                          */
4529                         iput(inode);
4530                         cond_resched();
4531                         spin_lock(&root->inode_lock);
4532                         goto again;
4533                 }
4534
4535                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4536                         goto again;
4537
4538                 node = rb_next(node);
4539         }
4540         spin_unlock(&root->inode_lock);
4541 }
4542
4543 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4544 {
4545         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4546         struct btrfs_root *root = dir->root;
4547         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4548         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4549         struct btrfs_trans_handle *trans;
4550         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4551         u64 root_flags;
4552         int ret;
4553
4554         /*
4555          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4556          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4557          * again is not run concurrently.
4558          */
4559         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4560         if (dest->send_in_progress) {
4561                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4562                 btrfs_warn(fs_info,
4563                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4564                            dest->root_key.objectid);
4565                 return -EPERM;
4566         }
4567         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4568                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4569                 btrfs_warn(fs_info,
4570                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4571                            root->root_key.objectid);
4572                 return -EPERM;
4573         }
4574         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4575         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4576                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4577         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4578
4579         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4580
4581         ret = may_destroy_subvol(dest);
4582         if (ret)
4583                 goto out_up_write;
4584
4585         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4586         /*
4587          * One for dir inode,
4588          * two for dir entries,
4589          * two for root ref/backref.
4590          */
4591         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4592         if (ret)
4593                 goto out_up_write;
4594
4595         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4596         if (IS_ERR(trans)) {
4597                 ret = PTR_ERR(trans);
4598                 goto out_release;
4599         }
4600         trans->block_rsv = &block_rsv;
4601         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4602
4603         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4604
4605         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4606         if (ret) {
4607                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4608                 goto out_end_trans;
4609         }
4610
4611         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4612         if (ret) {
4613                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4614                 goto out_end_trans;
4615         }
4616
4617         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4618                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4619         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4620         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4621
4622         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4623                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4624                                         fs_info->tree_root,
4625                                         dest->root_key.objectid);
4626                 if (ret) {
4627                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4628                         goto out_end_trans;
4629                 }
4630         }
4631
4632         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4633                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4634                                   dest->root_key.objectid);
4635         if (ret && ret != -ENOENT) {
4636                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4637                 goto out_end_trans;
4638         }
4639         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4640                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4641                                           dest->root_item.received_uuid,
4642                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4643                                           dest->root_key.objectid);
4644                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4645                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4646                         goto out_end_trans;
4647                 }
4648         }
4649
4650         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4651         dest->anon_dev = 0;
4652 out_end_trans:
4653         trans->block_rsv = NULL;
4654         trans->bytes_reserved = 0;
4655         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4656         inode->i_flags |= S_DEAD;
4657 out_release:
4658         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4659 out_up_write:
4660         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4661         if (ret) {
4662                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4663                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4664                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4665                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4666                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4667         } else {
4668                 d_invalidate(dentry);
4669                 btrfs_prune_dentries(dest);
4670                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4671         }
4672
4673         return ret;
4674 }
4675
4676 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4677 {
4678         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4679         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4680         int err = 0;
4681         struct btrfs_trans_handle *trans;
4682         u64 last_unlink_trans;
4683         struct fscrypt_name fname;
4684
4685         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4686                 return -ENOTEMPTY;
4687         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4688                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4689                         btrfs_err(fs_info,
4690                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4691                         return -EOPNOTSUPP;
4692                 }
4693                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4694         }
4695
4696         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4697         if (err)
4698                 return err;
4699
4700         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4701
4702         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4703         if (IS_ERR(trans)) {
4704                 err = PTR_ERR(trans);
4705                 goto out_notrans;
4706         }
4707
4708         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4709                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4710                 goto out;
4711         }
4712
4713         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4714         if (err)
4715                 goto out;
4716
4717         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4718
4719         /* now the directory is empty */
4720         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4721                                  &fname.disk_name);
4722         if (!err) {
4723                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4724                 /*
4725                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4726                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4727                  * log tree in the case we do something like this:
4728                  * 1) create dir foo
4729                  * 2) create snapshot under dir foo
4730                  * 3) delete the snapshot
4731                  * 4) rmdir foo
4732                  * 5) mkdir foo
4733                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4734                  */
4735                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4736                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4737         }
4738 out:
4739         btrfs_end_transaction(trans);
4740 out_notrans:
4741         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4742         fscrypt_free_filename(&fname);
4743
4744         return err;
4745 }
4746
4747 /*
4748  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4749  * @inode - inode that we're zeroing
4750  * @from - the offset to start zeroing
4751  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4752  *      offset
4753  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4754  *
4755  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4756  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4757  */
4758 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4759                          int front)
4760 {
4761         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4762         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4763         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4764         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4765         struct extent_state *cached_state = NULL;
4766         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4767         bool only_release_metadata = false;
4768         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4769         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4770         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4771         struct page *page;
4772         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4773         size_t write_bytes = blocksize;
4774         int ret = 0;
4775         u64 block_start;
4776         u64 block_end;
4777
4778         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4779             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4780                 goto out;
4781
4782         block_start = round_down(from, blocksize);
4783         block_end = block_start + blocksize - 1;
4784
4785         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4786                                           blocksize, false);
4787         if (ret < 0) {
4788                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4789                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4790                         only_release_metadata = true;
4791                 } else {
4792                         goto out;
4793                 }
4794         }
4795         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4796         if (ret < 0) {
4797                 if (!only_release_metadata)
4798                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4799                                                        block_start, blocksize);
4800                 goto out;
4801         }
4802 again:
4803         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4804         if (!page) {
4805                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4806                                              blocksize, true);
4807                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4808                 ret = -ENOMEM;
4809                 goto out;
4810         }
4811         ret = set_page_extent_mapped(page);
4812         if (ret < 0)
4813                 goto out_unlock;
4814
4815         if (!PageUptodate(page)) {
4816                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4817                 lock_page(page);
4818                 if (page->mapping != mapping) {
4819                         unlock_page(page);
4820                         put_page(page);
4821                         goto again;
4822                 }
4823                 if (!PageUptodate(page)) {
4824                         ret = -EIO;
4825                         goto out_unlock;
4826                 }
4827         }
4828         wait_on_page_writeback(page);
4829
4830         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4831
4832         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4833         if (ordered) {
4834                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4835                 unlock_page(page);
4836                 put_page(page);
4837                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4838                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4839                 goto again;
4840         }
4841
4842         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4843                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4844                          &cached_state);
4845
4846         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4847                                         &cached_state);
4848         if (ret) {
4849                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4850                 goto out_unlock;
4851         }
4852
4853         if (offset != blocksize) {
4854                 if (!len)
4855                         len = blocksize - offset;
4856                 if (front)
4857                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4858                                      offset);
4859                 else
4860                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4861                                      len);
4862         }
4863         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4864                                  block_end + 1 - block_start);
4865         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4866         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4867
4868         if (only_release_metadata)
4869                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4870                                EXTENT_NORESERVE, NULL, GFP_NOFS);
4871
4872 out_unlock:
4873         if (ret) {
4874                 if (only_release_metadata)
4875                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4876                 else
4877                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4878                                         block_start, blocksize, true);
4879         }
4880         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4881         unlock_page(page);
4882         put_page(page);
4883 out:
4884         if (only_release_metadata)
4885                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4886         extent_changeset_free(data_reserved);
4887         return ret;
4888 }
4889
4890 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4891                              u64 offset, u64 len)
4892 {
4893         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4894         struct btrfs_trans_handle *trans;
4895         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4896         int ret;
4897
4898         /*
4899          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4900          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4901          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4902          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4903          */
4904         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4905                 return 0;
4906
4907         /*
4908          * 1 - for the one we're dropping
4909          * 1 - for the one we're adding
4910          * 1 - for updating the inode.
4911          */
4912         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4913         if (IS_ERR(trans))
4914                 return PTR_ERR(trans);
4915
4916         drop_args.start = offset;
4917         drop_args.end = offset + len;
4918         drop_args.drop_cache = true;
4919
4920         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4921         if (ret) {
4922                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4923                 btrfs_end_transaction(trans);
4924                 return ret;
4925         }
4926
4927         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4928         if (ret) {
4929                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4930         } else {
4931                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4932                 btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4933         }
4934         btrfs_end_transaction(trans);
4935         return ret;
4936 }
4937
4938 /*
4939  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4940  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4941  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4942  * the range between oldsize and size
4943  */
4944 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4945 {
4946         struct btrfs_root *root = inode->root;
4947         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4948         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4949         struct extent_map *em = NULL;
4950         struct extent_state *cached_state = NULL;
4951         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4952         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4953         u64 last_byte;
4954         u64 cur_offset;
4955         u64 hole_size;
4956         int err = 0;
4957
4958         /*
4959          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4960          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4961          * expose stale data.
4962          */
4963         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4964         if (err)
4965                 return err;
4966
4967         if (size <= hole_start)
4968                 return 0;
4969
4970         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4971                                            &cached_state);
4972         cur_offset = hole_start;
4973         while (1) {
4974                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4975                                       block_end - cur_offset);
4976                 if (IS_ERR(em)) {
4977                         err = PTR_ERR(em);
4978                         em = NULL;
4979                         break;
4980                 }
4981                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4982                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4983                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4984
4985                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4986                         struct extent_map *hole_em;
4987
4988                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4989                                                 hole_size);
4990                         if (err)
4991                                 break;
4992
4993                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4994                                                         cur_offset, hole_size);
4995                         if (err)
4996                                 break;
4997
4998                         hole_em = alloc_extent_map();
4999                         if (!hole_em) {
5000                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
5001                                                     cur_offset + hole_size - 1,
5002                                                     false);
5003                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
5004                                 goto next;
5005                         }
5006                         hole_em->start = cur_offset;
5007                         hole_em->len = hole_size;
5008                         hole_em->orig_start = cur_offset;
5009
5010                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
5011                         hole_em->block_len = 0;
5012                         hole_em->orig_block_len = 0;
5013                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
5014                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
5015                         hole_em->generation = fs_info->generation;
5016
5017                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
5018                         free_extent_map(hole_em);
5019                 } else {
5020                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5021                                                         cur_offset, hole_size);
5022                         if (err)
5023                                 break;
5024                 }
5025 next:
5026                 free_extent_map(em);
5027                 em = NULL;
5028                 cur_offset = last_byte;
5029                 if (cur_offset >= block_end)
5030                         break;
5031         }
5032         free_extent_map(em);
5033         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5034         return err;
5035 }
5036
5037 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5038 {
5039         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5040         struct btrfs_trans_handle *trans;
5041         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5042         loff_t newsize = attr->ia_size;
5043         int mask = attr->ia_valid;
5044         int ret;
5045
5046         /*
5047          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5048          * special case where we need to update the times despite not having
5049          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5050          * explicitly if it wants a timestamp update.
5051          */
5052         if (newsize != oldsize) {
5053                 inode_inc_iversion(inode);
5054                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
5055                         inode->i_mtime = current_time(inode);
5056                         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5057                 }
5058         }
5059
5060         if (newsize > oldsize) {
5061                 /*
5062                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5063                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5064                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5065                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5066                  * this truncation.
5067                  */
5068                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5069                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5070                 if (ret) {
5071                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5072                         return ret;
5073                 }
5074
5075                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5076                 if (IS_ERR(trans)) {
5077                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5078                         return PTR_ERR(trans);
5079                 }
5080
5081                 i_size_write(inode, newsize);
5082                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5083                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5084                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5085                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5086                 btrfs_end_transaction(trans);
5087         } else {
5088                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5089
5090                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5091                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5092                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5093                                         (u64)-1);
5094                         if (ret)
5095                                 return ret;
5096                 }
5097
5098                 /*
5099                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5100                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5101                  * on close.
5102                  */
5103                 if (newsize == 0)
5104                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5105                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5106
5107                 truncate_setsize(inode, newsize);
5108
5109                 inode_dio_wait(inode);
5110
5111                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5112                 if (ret && inode->i_nlink) {
5113                         int err;
5114
5115                         /*
5116                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5117                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5118                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5119                          * in-memory size to match.
5120                          */
5121                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5122                         if (err)
5123                                 return err;
5124                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5125                 }
5126         }
5127
5128         return ret;
5129 }
5130
5131 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5132                          struct iattr *attr)
5133 {
5134         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5135         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5136         int err;
5137
5138         if (btrfs_root_readonly(root))
5139                 return -EROFS;
5140
5141         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5142         if (err)
5143                 return err;
5144
5145         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5146                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5147                 if (err)
5148                         return err;
5149         }
5150
5151         if (attr->ia_valid) {
5152                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5153                 inode_inc_iversion(inode);
5154                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5155
5156                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5157                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5158         }
5159
5160         return err;
5161 }
5162
5163 /*
5164  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5165  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5166  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5167  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5168  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5169  * wasting lots of time.
5170  *
5171  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5172  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5173  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5174  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5175  */
5176 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5177 {
5178         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5179         struct rb_node *node;
5180
5181         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5182         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5183
5184         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5185
5186         /*
5187          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5188          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5189          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5190          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5191          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5192          * ranges can still be locked and eviction started because before
5193          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5194          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5195          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5196          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5197          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5198          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5199          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5200          * use-after-free issue.
5201          */
5202         spin_lock(&io_tree->lock);
5203         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5204                 struct extent_state *state;
5205                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5206                 u64 start;
5207                 u64 end;
5208                 unsigned state_flags;
5209
5210                 node = rb_first(&io_tree->state);
5211                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5212                 start = state->start;
5213                 end = state->end;
5214                 state_flags = state->state;
5215                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5216
5217                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5218
5219                 /*
5220                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5221                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5222                  * So we need to free its reserved space here.
5223                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5224                  *
5225                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5226                  */
5227                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5228                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5229                                                end - start + 1);
5230
5231                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5232                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5233                                  &cached_state);
5234
5235                 cond_resched();
5236                 spin_lock(&io_tree->lock);
5237         }
5238         spin_unlock(&io_tree->lock);
5239 }
5240
5241 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5242                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5243 {
5244         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5245         struct btrfs_trans_handle *trans;
5246         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5247         int ret;
5248
5249         /*
5250          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5251          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5252          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5253          *
5254          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5255          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5256          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5257          * delayed refs activity by truncating.
5258          *
5259          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5260          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5261          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5262          */
5263         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5264                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5265         if (ret) {
5266                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5267                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5268                 if (ret) {
5269                         btrfs_warn(fs_info,
5270                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5271                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5272                 }
5273                 delayed_refs_extra = 0;
5274         }
5275
5276         trans = btrfs_join_transaction(root);
5277         if (IS_ERR(trans))
5278                 return trans;
5279
5280         if (delayed_refs_extra) {
5281                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5282                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5283                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5284                                         delayed_refs_extra, 1);
5285         }
5286         return trans;
5287 }
5288
5289 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5290 {
5291         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5292         struct btrfs_trans_handle *trans;
5293         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5294         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5295         int ret;
5296
5297         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5298
5299         if (!root) {
5300                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5301                 clear_inode(inode);
5302                 return;
5303         }
5304
5305         evict_inode_truncate_pages(inode);
5306
5307         if (inode->i_nlink &&
5308             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5309               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5310              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5311                 goto no_delete;
5312
5313         if (is_bad_inode(inode))
5314                 goto no_delete;
5315
5316         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5317                 goto no_delete;
5318
5319         if (inode->i_nlink > 0) {
5320                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5321                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5322                 goto no_delete;
5323         }
5324
5325         /*
5326          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5327          * the inode update is released.
5328          */
5329         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5330         if (ret)
5331                 goto no_delete;
5332
5333         /*
5334          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5335          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5336          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5337          * the truncate.
5338          */
5339         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5340
5341         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5342         if (!rsv)
5343                 goto no_delete;
5344         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5345         rsv->failfast = true;
5346
5347         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5348
5349         while (1) {
5350                 struct btrfs_truncate_control control = {
5351                         .inode = BTRFS_I(inode),
5352                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5353                         .new_size = 0,
5354                         .min_type = 0,
5355                 };
5356
5357                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5358                 if (IS_ERR(trans))
5359                         goto free_rsv;
5360
5361                 trans->block_rsv = rsv;
5362
5363                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5364                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5365                 btrfs_end_transaction(trans);
5366                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5367                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5368                         goto free_rsv;
5369                 else if (!ret)
5370                         break;
5371         }
5372
5373         /*
5374          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5375          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5376          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5377          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5378          *
5379          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5380          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5381          */
5382         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5383         if (!IS_ERR(trans)) {
5384                 trans->block_rsv = rsv;
5385                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5386                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5387                 btrfs_end_transaction(trans);
5388         }
5389
5390 free_rsv:
5391         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5392 no_delete:
5393         /*
5394          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5395          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5396          * to retry these periodically in the future.
5397          */
5398         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5399         fsverity_cleanup_inode(inode);
5400         clear_inode(inode);
5401 }
5402
5403 /*
5404  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5405  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5406  *
5407  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5408  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5409  */
5410 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5411                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5412 {
5413         struct btrfs_dir_item *di;
5414         struct btrfs_path *path;
5415         struct btrfs_root *root = dir->root;
5416         int ret = 0;
5417         struct fscrypt_name fname;
5418
5419         path = btrfs_alloc_path();
5420         if (!path)
5421                 return -ENOMEM;
5422
5423         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5424         if (ret)
5425                 goto out;
5426
5427         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5428
5429         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5430                                    &fname.disk_name, 0);
5431         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5432                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5433                 goto out;
5434         }
5435
5436         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5437         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5438             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5439                 ret = -EUCLEAN;
5440                 btrfs_warn(root->fs_info,
5441 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5442                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5443                            location->objectid, location->type, location->offset);
5444         }
5445         if (!ret)
5446                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5447 out:
5448         fscrypt_free_filename(&fname);
5449         btrfs_free_path(path);
5450         return ret;
5451 }
5452
5453 /*
5454  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5455  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5456  * is kind of like crossing a mount point.
5457  */
5458 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5459                                     struct btrfs_inode *dir,
5460                                     struct dentry *dentry,
5461                                     struct btrfs_key *location,
5462                                     struct btrfs_root **sub_root)
5463 {
5464         struct btrfs_path *path;
5465         struct btrfs_root *new_root;
5466         struct btrfs_root_ref *ref;
5467         struct extent_buffer *leaf;
5468         struct btrfs_key key;
5469         int ret;
5470         int err = 0;
5471         struct fscrypt_name fname;
5472
5473         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5474         if (ret)
5475                 return ret;
5476
5477         path = btrfs_alloc_path();
5478         if (!path) {
5479                 err = -ENOMEM;
5480                 goto out;
5481         }
5482
5483         err = -ENOENT;
5484         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5485         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5486         key.offset = location->objectid;
5487
5488         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5489         if (ret) {
5490                 if (ret < 0)
5491                         err = ret;
5492                 goto out;
5493         }
5494
5495         leaf = path->nodes[0];
5496         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5497         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5498             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5499                 goto out;
5500
5501         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5502                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5503         if (ret)
5504                 goto out;
5505
5506         btrfs_release_path(path);
5507
5508         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5509         if (IS_ERR(new_root)) {
5510                 err = PTR_ERR(new_root);
5511                 goto out;
5512         }
5513
5514         *sub_root = new_root;
5515         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5516         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5517         location->offset = 0;
5518         err = 0;
5519 out:
5520         btrfs_free_path(path);
5521         fscrypt_free_filename(&fname);
5522         return err;
5523 }
5524
5525 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5526 {
5527         struct btrfs_root *root = inode->root;
5528         struct btrfs_inode *entry;
5529         struct rb_node **p;
5530         struct rb_node *parent;
5531         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5532         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5533
5534         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5535                 return;
5536         parent = NULL;
5537         spin_lock(&root->inode_lock);
5538         p = &root->inode_tree.rb_node;
5539         while (*p) {
5540                 parent = *p;
5541                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5542
5543                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5544                         p = &parent->rb_left;
5545                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5546                         p = &parent->rb_right;
5547                 else {
5548                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5549                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5550                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5551                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5552                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5553                         return;
5554                 }
5555         }
5556         rb_link_node(new, parent, p);
5557         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5558         spin_unlock(&root->inode_lock);
5559 }
5560
5561 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5562 {
5563         struct btrfs_root *root = inode->root;
5564         int empty = 0;
5565
5566         spin_lock(&root->inode_lock);
5567         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5568                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5569                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5570                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5571         }
5572         spin_unlock(&root->inode_lock);
5573
5574         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5575                 spin_lock(&root->inode_lock);
5576                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5577                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5578                 if (empty)
5579                         btrfs_add_dead_root(root);
5580         }
5581 }
5582
5583
5584 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5585 {
5586         struct btrfs_iget_args *args = p;
5587
5588         inode->i_ino = args->ino;
5589         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5590         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5591         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5592         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5593         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5594
5595         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5596             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5597                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5598                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5599         return 0;
5600 }
5601
5602 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5603 {
5604         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5605
5606         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5607                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5608 }
5609
5610 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5611                                        struct btrfs_root *root)
5612 {
5613         struct inode *inode;
5614         struct btrfs_iget_args args;
5615         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5616
5617         args.ino = ino;
5618         args.root = root;
5619
5620         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5621                              btrfs_init_locked_inode,
5622                              (void *)&args);
5623         return inode;
5624 }
5625
5626 /*
5627  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5628  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5629  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5630  * later.
5631  */
5632 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5633                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5634 {
5635         struct inode *inode;
5636
5637         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5638         if (!inode)
5639                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5640
5641         if (inode->i_state & I_NEW) {
5642                 int ret;
5643
5644                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5645                 if (!ret) {
5646                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5647                         unlock_new_inode(inode);
5648                 } else {
5649                         iget_failed(inode);
5650                         /*
5651                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5652                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5653                          * was not found.
5654                          */
5655                         if (ret > 0)
5656                                 ret = -ENOENT;
5657                         inode = ERR_PTR(ret);
5658                 }
5659         }
5660
5661         return inode;
5662 }
5663
5664 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5665 {
5666         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5667 }
5668
5669 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5670                                     struct btrfs_key *key,
5671                                     struct btrfs_root *root)
5672 {
5673         struct inode *inode = new_inode(s);
5674
5675         if (!inode)
5676                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5677
5678         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5679         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5680         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5681
5682         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5683         /*
5684          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5685          * associated with the dentry
5686          */
5687         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5688         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5689         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5690         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5691         inode->i_mtime = current_time(inode);
5692         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5693         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5694         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5695
5696         return inode;
5697 }
5698
5699 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5700 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5701 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5702 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5703 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5704 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5705 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5706 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5707
5708 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5709 {
5710         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5711 }
5712
5713 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5714 {
5715         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5716         struct inode *inode;
5717         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5718         struct btrfs_root *sub_root = root;
5719         struct btrfs_key location;
5720         u8 di_type = 0;
5721         int ret = 0;
5722
5723         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5724                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5725
5726         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5727         if (ret < 0)
5728                 return ERR_PTR(ret);
5729
5730         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5731                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5732                 if (IS_ERR(inode))
5733                         return inode;
5734
5735                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5736                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5737                         btrfs_crit(fs_info,
5738 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5739                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5740                                   di_type);
5741                         iput(inode);
5742                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5743                 }
5744                 return inode;
5745         }
5746
5747         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5748                                        &location, &sub_root);
5749         if (ret < 0) {
5750                 if (ret != -ENOENT)
5751                         inode = ERR_PTR(ret);
5752                 else
5753                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, root);
5754         } else {
5755                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5756                 btrfs_put_root(sub_root);
5757
5758                 if (IS_ERR(inode))
5759                         return inode;
5760
5761                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5762                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5763                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5764                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5765                 if (ret) {
5766                         iput(inode);
5767                         inode = ERR_PTR(ret);
5768                 }
5769         }
5770
5771         return inode;
5772 }
5773
5774 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5775 {
5776         struct btrfs_root *root;
5777         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5778
5779         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5780                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5781
5782         if (inode) {
5783                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5784                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5785                         return 1;
5786
5787                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5788                         return 1;
5789         }
5790         return 0;
5791 }
5792
5793 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5794                                    unsigned int flags)
5795 {
5796         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5797
5798         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5799                 inode = NULL;
5800         return d_splice_alias(inode, dentry);
5801 }
5802
5803 /*
5804  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5805  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5806  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5807  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5808  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5809  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5810  * tree lock.
5811  */
5812 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5813 {
5814         struct btrfs_file_private *private;
5815
5816         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5817         if (!private)
5818                 return -ENOMEM;
5819         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5820         if (!private->filldir_buf) {
5821                 kfree(private);
5822                 return -ENOMEM;
5823         }
5824         file->private_data = private;
5825         return 0;
5826 }
5827
5828 struct dir_entry {
5829         u64 ino;
5830         u64 offset;
5831         unsigned type;
5832         int name_len;
5833 };
5834
5835 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5836 {
5837         while (entries--) {
5838                 struct dir_entry *entry = addr;
5839                 char *name = (char *)(entry + 1);
5840
5841                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5842                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5843                                          get_unaligned(&entry->ino),
5844                                          get_unaligned(&entry->type)))
5845                         return 1;
5846                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5847                         get_unaligned(&entry->name_len);
5848                 ctx->pos++;
5849         }
5850         return 0;
5851 }
5852
5853 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5854 {
5855         struct inode *inode = file_inode(file);
5856         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5857         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5858         struct btrfs_dir_item *di;
5859         struct btrfs_key key;
5860         struct btrfs_key found_key;
5861         struct btrfs_path *path;
5862         void *addr;
5863         struct list_head ins_list;
5864         struct list_head del_list;
5865         int ret;
5866         char *name_ptr;
5867         int name_len;
5868         int entries = 0;
5869         int total_len = 0;
5870         bool put = false;
5871         struct btrfs_key location;
5872
5873         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5874                 return 0;
5875
5876         path = btrfs_alloc_path();
5877         if (!path)
5878                 return -ENOMEM;
5879
5880         addr = private->filldir_buf;
5881         path->reada = READA_FORWARD;
5882
5883         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5884         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5885         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5886
5887 again:
5888         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5889         key.offset = ctx->pos;
5890         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5891
5892         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5893                 struct dir_entry *entry;
5894                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5895                 u8 ftype;
5896
5897                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5898                         break;
5899                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5900                         break;
5901                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5902                         continue;
5903                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5904                         continue;
5905                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5906                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5907                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5908                     PAGE_SIZE) {
5909                         btrfs_release_path(path);
5910                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5911                         if (ret)
5912                                 goto nopos;
5913                         addr = private->filldir_buf;
5914                         entries = 0;
5915                         total_len = 0;
5916                         goto again;
5917                 }
5918
5919                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5920                 entry = addr;
5921                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5922                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5923                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5924                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5925                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5926                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5927                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5928                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5929                 entries++;
5930                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5931                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5932         }
5933         /* Catch error encountered during iteration */
5934         if (ret < 0)
5935                 goto err;
5936
5937         btrfs_release_path(path);
5938
5939         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5940         if (ret)
5941                 goto nopos;
5942
5943         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5944         if (ret)
5945                 goto nopos;
5946
5947         /*
5948          * Stop new entries from being returned after we return the last
5949          * entry.
5950          *
5951          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5952          * offset.  This means that new entries created during readdir
5953          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5954          * This has broken buggy programs which operate on names as
5955          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5956          * we have this hack to stop new entries from being returned
5957          * under the assumption that they'll never reach this huge
5958          * offset.
5959          *
5960          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5961          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5962          * in the past.
5963          */
5964         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5965                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5966         else
5967                 ctx->pos = INT_MAX;
5968 nopos:
5969         ret = 0;
5970 err:
5971         if (put)
5972                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5973         btrfs_free_path(path);
5974         return ret;
5975 }
5976
5977 /*
5978  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5979  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5980  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5981  * to keep or drop this code.
5982  */
5983 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
5984 {
5985         struct btrfs_root *root = inode->root;
5986         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5987         struct btrfs_trans_handle *trans;
5988         int ret;
5989
5990         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
5991                 return 0;
5992
5993         trans = btrfs_join_transaction(root);
5994         if (IS_ERR(trans))
5995                 return PTR_ERR(trans);
5996
5997         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
5998         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
5999                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6000                 btrfs_end_transaction(trans);
6001                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6002                 if (IS_ERR(trans))
6003                         return PTR_ERR(trans);
6004
6005                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
6006         }
6007         btrfs_end_transaction(trans);
6008         if (inode->delayed_node)
6009                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6010
6011         return ret;
6012 }
6013
6014 /*
6015  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6016  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6017  */
6018 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6019                              int flags)
6020 {
6021         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6022         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6023
6024         if (btrfs_root_readonly(root))
6025                 return -EROFS;
6026
6027         if (flags & S_VERSION)
6028                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6029         if (flags & S_CTIME)
6030                 inode->i_ctime = *now;
6031         if (flags & S_MTIME)
6032                 inode->i_mtime = *now;
6033         if (flags & S_ATIME)
6034                 inode->i_atime = *now;
6035         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6036 }
6037
6038 /*
6039  * find the highest existing sequence number in a directory
6040  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6041  * free sequence numbers
6042  */
6043 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6044 {
6045         struct btrfs_root *root = inode->root;
6046         struct btrfs_key key, found_key;
6047         struct btrfs_path *path;
6048         struct extent_buffer *leaf;
6049         int ret;
6050
6051         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6052         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6053         key.offset = (u64)-1;
6054
6055         path = btrfs_alloc_path();
6056         if (!path)
6057                 return -ENOMEM;
6058
6059         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6060         if (ret < 0)
6061                 goto out;
6062         /* FIXME: we should be able to handle this */
6063         if (ret == 0)
6064                 goto out;
6065         ret = 0;
6066
6067         if (path->slots[0] == 0) {
6068                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6069                 goto out;
6070         }
6071
6072         path->slots[0]--;
6073
6074         leaf = path->nodes[0];
6075         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6076
6077         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6078             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6079                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6080                 goto out;
6081         }
6082
6083         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6084 out:
6085         btrfs_free_path(path);
6086         return ret;
6087 }
6088
6089 /*
6090  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6091  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6092  */
6093 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6094 {
6095         int ret = 0;
6096
6097         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6098                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6099                 if (ret) {
6100                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6101                         if (ret)
6102                                 return ret;
6103                 }
6104         }
6105
6106         *index = dir->index_cnt;
6107         dir->index_cnt++;
6108
6109         return ret;
6110 }
6111
6112 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6113 {
6114         struct btrfs_iget_args args;
6115
6116         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6117         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6118
6119         return insert_inode_locked4(inode,
6120                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6121                    btrfs_find_actor, &args);
6122 }
6123
6124 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6125                             unsigned int *trans_num_items)
6126 {
6127         struct inode *dir = args->dir;
6128         struct inode *inode = args->inode;
6129         int ret;
6130
6131         if (!args->orphan) {
6132                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6133                                              &args->fname);
6134                 if (ret)
6135                         return ret;
6136         }
6137
6138         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6139         if (ret) {
6140                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6141                 return ret;
6142         }
6143
6144         /* 1 to add inode item */
6145         *trans_num_items = 1;
6146         /* 1 to add compression property */
6147         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6148                 (*trans_num_items)++;
6149         /* 1 to add default ACL xattr */
6150         if (args->default_acl)
6151                 (*trans_num_items)++;
6152         /* 1 to add access ACL xattr */
6153         if (args->acl)
6154                 (*trans_num_items)++;
6155 #ifdef CONFIG_SECURITY
6156         /* 1 to add LSM xattr */
6157         if (dir->i_security)
6158                 (*trans_num_items)++;
6159 #endif
6160         if (args->orphan) {
6161                 /* 1 to add orphan item */
6162                 (*trans_num_items)++;
6163         } else {
6164                 /*
6165                  * 1 to add dir item
6166                  * 1 to add dir index
6167                  * 1 to update parent inode item
6168                  *
6169                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6170                  * inserted in a batch together with the inode item at
6171                  * btrfs_create_new_inode().
6172                  */
6173                 *trans_num_items += 3;
6174         }
6175         return 0;
6176 }
6177
6178 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6179 {
6180         posix_acl_release(args->acl);
6181         posix_acl_release(args->default_acl);
6182         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6183 }
6184
6185 /*
6186  * Inherit flags from the parent inode.
6187  *
6188  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6189  */
6190 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6191 {
6192         unsigned int flags;
6193
6194         flags = dir->flags;
6195
6196         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6197                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6198                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6199         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6200                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6201                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6202         }
6203
6204         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6205                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6206                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6207                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6208         }
6209
6210         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6211 }
6212
6213 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6214                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6215 {
6216         struct inode *dir = args->dir;
6217         struct inode *inode = args->inode;
6218         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6219         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6220         struct btrfs_root *root;
6221         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6222         struct btrfs_key *location;
6223         struct btrfs_path *path;
6224         u64 objectid;
6225         struct btrfs_inode_ref *ref;
6226         struct btrfs_key key[2];
6227         u32 sizes[2];
6228         struct btrfs_item_batch batch;
6229         unsigned long ptr;
6230         int ret;
6231
6232         path = btrfs_alloc_path();
6233         if (!path)
6234                 return -ENOMEM;
6235
6236         if (!args->subvol)
6237                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6238         root = BTRFS_I(inode)->root;
6239
6240         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6241         if (ret)
6242                 goto out;
6243         inode->i_ino = objectid;
6244
6245         if (args->orphan) {
6246                 /*
6247                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6248                  * fill in an inode item with the correct link count.
6249                  */
6250                 set_nlink(inode, 0);
6251         } else {
6252                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6253
6254                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6255                 if (ret)
6256                         goto out;
6257         }
6258         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6259         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6260         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6261         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6262
6263         /*
6264          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6265          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6266          * change it now without compatibility issues.
6267          */
6268         if (!args->subvol)
6269                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6270
6271         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6272                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6273                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6274                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6275                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6276                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6277         }
6278
6279         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6280         location->objectid = objectid;
6281         location->offset = 0;
6282         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6283
6284         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6285         if (ret < 0) {
6286                 if (!args->orphan)
6287                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6288                 goto out;
6289         }
6290
6291         /*
6292          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6293          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6294          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6295          * old info in the log.
6296          */
6297         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6298
6299         key[0].objectid = objectid;
6300         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6301         key[0].offset = 0;
6302
6303         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6304
6305         if (!args->orphan) {
6306                 /*
6307                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6308                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6309                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6310                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6311                  */
6312                 key[1].objectid = objectid;
6313                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6314                 if (args->subvol) {
6315                         key[1].offset = objectid;
6316                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6317                 } else {
6318                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6319                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6320                 }
6321         }
6322
6323         batch.keys = &key[0];
6324         batch.data_sizes = &sizes[0];
6325         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6326         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6327         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6328         if (ret != 0) {
6329                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6330                 goto discard;
6331         }
6332
6333         inode->i_mtime = current_time(inode);
6334         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6335         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6336         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6337
6338         /*
6339          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6340          * must be fully initialized.
6341          */
6342
6343         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6344                                   struct btrfs_inode_item);
6345         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6346                              sizeof(*inode_item));
6347         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6348
6349         if (!args->orphan) {
6350                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6351                                      struct btrfs_inode_ref);
6352                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6353                 if (args->subvol) {
6354                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6355                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6356                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6357                 } else {
6358                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6359                                                      name->len);
6360                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6361                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6362                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6363                                             name->len);
6364                 }
6365         }
6366
6367         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6368         /*
6369          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6370          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6371          * allocating yet another path. So just free our path.
6372          */
6373         btrfs_free_path(path);
6374         path = NULL;
6375
6376         if (args->subvol) {
6377                 struct inode *parent;
6378
6379                 /*
6380                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6381                  * not the directory they were created in.
6382                  */
6383                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6384                                     BTRFS_I(dir)->root);
6385                 if (IS_ERR(parent)) {
6386                         ret = PTR_ERR(parent);
6387                 } else {
6388                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6389                         iput(parent);
6390                 }
6391         } else {
6392                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6393         }
6394         if (ret) {
6395                 btrfs_err(fs_info,
6396                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6397                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6398                           ret);
6399         }
6400
6401         /*
6402          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6403          * probably a bug.
6404          */
6405         if (!args->subvol) {
6406                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6407                 if (ret) {
6408                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6409                         goto discard;
6410                 }
6411         }
6412
6413         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6414
6415         trace_btrfs_inode_new(inode);
6416         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6417
6418         btrfs_update_root_times(trans, root);
6419
6420         if (args->orphan) {
6421                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6422         } else {
6423                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6424                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6425         }
6426         if (ret) {
6427                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6428                 goto discard;
6429         }
6430
6431         return 0;
6432
6433 discard:
6434         /*
6435          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6436          * to the inode.
6437          */
6438         ihold(inode);
6439         discard_new_inode(inode);
6440 out:
6441         btrfs_free_path(path);
6442         return ret;
6443 }
6444
6445 /*
6446  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6447  * a give name and a given sequence number.
6448  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6449  * inode to the parent directory.
6450  */
6451 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6452                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6453                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6454 {
6455         int ret = 0;
6456         struct btrfs_key key;
6457         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6458         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6459         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6460
6461         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6462                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6463         } else {
6464                 key.objectid = ino;
6465                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6466                 key.offset = 0;
6467         }
6468
6469         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6470                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6471                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6472                                          index, name);
6473         } else if (add_backref) {
6474                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6475                                              ino, parent_ino, index);
6476         }
6477
6478         /* Nothing to clean up yet */
6479         if (ret)
6480                 return ret;
6481
6482         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6483                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6484         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6485                 goto fail_dir_item;
6486         else if (ret) {
6487                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6488                 return ret;
6489         }
6490
6491         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6492                            name->len * 2);
6493         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6494         /*
6495          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6496          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6497          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6498          * values (the ones it had when the fsync was done).
6499          */
6500         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6501                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6502
6503                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6504                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6505         }
6506         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6507         if (ret)
6508                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6509         return ret;
6510
6511 fail_dir_item:
6512         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6513                 u64 local_index;
6514                 int err;
6515                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6516                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6517                                          &local_index, name);
6518                 if (err)
6519                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6520         } else if (add_backref) {
6521                 u64 local_index;
6522                 int err;
6523
6524                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6525                                           &local_index);
6526                 if (err)
6527                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6528         }
6529
6530         /* Return the original error code */
6531         return ret;
6532 }
6533
6534 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6535                                struct inode *inode)
6536 {
6537         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6538         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6539         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6540                 .dir = dir,
6541                 .dentry = dentry,
6542                 .inode = inode,
6543         };
6544         unsigned int trans_num_items;
6545         struct btrfs_trans_handle *trans;
6546         int err;
6547
6548         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6549         if (err)
6550                 goto out_inode;
6551
6552         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6553         if (IS_ERR(trans)) {
6554                 err = PTR_ERR(trans);
6555                 goto out_new_inode_args;
6556         }
6557
6558         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6559         if (!err)
6560                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6561
6562         btrfs_end_transaction(trans);
6563         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6564 out_new_inode_args:
6565         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6566 out_inode:
6567         if (err)
6568                 iput(inode);
6569         return err;
6570 }
6571
6572 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6573                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6574 {
6575         struct inode *inode;
6576
6577         inode = new_inode(dir->i_sb);
6578         if (!inode)
6579                 return -ENOMEM;
6580         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6581         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6582         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6583         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6584 }
6585
6586 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6587                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6588 {
6589         struct inode *inode;
6590
6591         inode = new_inode(dir->i_sb);
6592         if (!inode)
6593                 return -ENOMEM;
6594         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6595         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6596         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6597         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6598         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6599 }
6600
6601 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6602                       struct dentry *dentry)
6603 {
6604         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6605         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6606         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6607         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6608         struct fscrypt_name fname;
6609         u64 index;
6610         int err;
6611         int drop_inode = 0;
6612
6613         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6614         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6615                 return -EXDEV;
6616
6617         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6618                 return -EMLINK;
6619
6620         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6621         if (err)
6622                 goto fail;
6623
6624         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6625         if (err)
6626                 goto fail;
6627
6628         /*
6629          * 2 items for inode and inode ref
6630          * 2 items for dir items
6631          * 1 item for parent inode
6632          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6633          */
6634         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6635         if (IS_ERR(trans)) {
6636                 err = PTR_ERR(trans);
6637                 trans = NULL;
6638                 goto fail;
6639         }
6640
6641         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6642         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6643         inc_nlink(inode);
6644         inode_inc_iversion(inode);
6645         inode->i_ctime = current_time(inode);
6646         ihold(inode);
6647         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6648
6649         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6650                              &fname.disk_name, 1, index);
6651
6652         if (err) {
6653                 drop_inode = 1;
6654         } else {
6655                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6656
6657                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6658                 if (err)
6659                         goto fail;
6660                 if (inode->i_nlink == 1) {
6661                         /*
6662                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6663                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6664                          */
6665                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6666                         if (err)
6667                                 goto fail;
6668                 }
6669                 d_instantiate(dentry, inode);
6670                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6671         }
6672
6673 fail:
6674         fscrypt_free_filename(&fname);
6675         if (trans)
6676                 btrfs_end_transaction(trans);
6677         if (drop_inode) {
6678                 inode_dec_link_count(inode);
6679                 iput(inode);
6680         }
6681         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6682         return err;
6683 }
6684
6685 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6686                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6687 {
6688         struct inode *inode;
6689
6690         inode = new_inode(dir->i_sb);
6691         if (!inode)
6692                 return -ENOMEM;
6693         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6694         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6695         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6696         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6697 }
6698
6699 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6700                                       struct page *page,
6701                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6702 {
6703         int ret;
6704         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6705         char *tmp;
6706         size_t max_size;
6707         unsigned long inline_size;
6708         unsigned long ptr;
6709         int compress_type;
6710
6711         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6712         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6713         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6714         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6715         if (!tmp)
6716                 return -ENOMEM;
6717         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6718
6719         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6720
6721         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6722         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6723
6724         /*
6725          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6726          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6727          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6728          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6729          * cover that region here.
6730          */
6731
6732         if (max_size < PAGE_SIZE)
6733                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6734         kfree(tmp);
6735         return ret;
6736 }
6737
6738 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6739                               struct page *page)
6740 {
6741         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6742         void *kaddr;
6743         size_t copy_size;
6744
6745         if (!page || PageUptodate(page))
6746                 return 0;
6747
6748         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6749
6750         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6751                             struct btrfs_file_extent_item);
6752         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6753                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6754
6755         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6756                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6757         kaddr = kmap_local_page(page);
6758         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6759                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6760         kunmap_local(kaddr);
6761         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6762                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6763         return 0;
6764 }
6765
6766 /*
6767  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6768  *
6769  * @inode:      file to search in
6770  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6771  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6772  * @start:      file offset
6773  * @len:        length of range starting at @start
6774  *
6775  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6776  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6777  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6778  *
6779  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6780  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6781  *
6782  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6783  */
6784 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6785                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6786                                     u64 start, u64 len)
6787 {
6788         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6789         int ret = 0;
6790         u64 extent_start = 0;
6791         u64 extent_end = 0;
6792         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6793         int extent_type = -1;
6794         struct btrfs_path *path = NULL;
6795         struct btrfs_root *root = inode->root;
6796         struct btrfs_file_extent_item *item;
6797         struct extent_buffer *leaf;
6798         struct btrfs_key found_key;
6799         struct extent_map *em = NULL;
6800         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6801
6802         read_lock(&em_tree->lock);
6803         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6804         read_unlock(&em_tree->lock);
6805
6806         if (em) {
6807                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6808                         free_extent_map(em);
6809                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6810                         free_extent_map(em);
6811                 else
6812                         goto out;
6813         }
6814         em = alloc_extent_map();
6815         if (!em) {
6816                 ret = -ENOMEM;
6817                 goto out;
6818         }
6819         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6820         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6821         em->len = (u64)-1;
6822         em->block_len = (u64)-1;
6823
6824         path = btrfs_alloc_path();
6825         if (!path) {
6826                 ret = -ENOMEM;
6827                 goto out;
6828         }
6829
6830         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6831         path->reada = READA_FORWARD;
6832
6833         /*
6834          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6835          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6836          * point the commit_root has everything we need.
6837          */
6838         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6839                 path->search_commit_root = 1;
6840                 path->skip_locking = 1;
6841         }
6842
6843         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6844         if (ret < 0) {
6845                 goto out;
6846         } else if (ret > 0) {
6847                 if (path->slots[0] == 0)
6848                         goto not_found;
6849                 path->slots[0]--;
6850                 ret = 0;
6851         }
6852
6853         leaf = path->nodes[0];
6854         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6855                               struct btrfs_file_extent_item);
6856         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6857         if (found_key.objectid != objectid ||
6858             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6859                 /*
6860                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6861                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6862                  * say there is a hole for our whole search range which can
6863                  * cause problems.
6864                  */
6865                 extent_end = start;
6866                 goto next;
6867         }
6868
6869         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6870         extent_start = found_key.offset;
6871         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6872         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6873             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6874                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6875                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6876                         ret = -EUCLEAN;
6877                         btrfs_crit(fs_info,
6878                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6879                                    btrfs_ino(inode));
6880                         goto out;
6881                 }
6882                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6883                                                        extent_start);
6884         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6885                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6886                                                       path->slots[0],
6887                                                       extent_start);
6888         }
6889 next:
6890         if (start >= extent_end) {
6891                 path->slots[0]++;
6892                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6893                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6894                         if (ret < 0)
6895                                 goto out;
6896                         else if (ret > 0)
6897                                 goto not_found;
6898
6899                         leaf = path->nodes[0];
6900                 }
6901                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6902                 if (found_key.objectid != objectid ||
6903                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6904                         goto not_found;
6905                 if (start + len <= found_key.offset)
6906                         goto not_found;
6907                 if (start > found_key.offset)
6908                         goto next;
6909
6910                 /* New extent overlaps with existing one */
6911                 em->start = start;
6912                 em->orig_start = start;
6913                 em->len = found_key.offset - start;
6914                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6915                 goto insert;
6916         }
6917
6918         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6919
6920         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6921             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6922                 goto insert;
6923         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6924                 /*
6925                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6926                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6927                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6928                  */
6929                 ASSERT(pg_offset == 0);
6930                 ASSERT(extent_start == 0);
6931                 ASSERT(em->start == 0);
6932
6933                 /*
6934                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6935                  * initialized em members already.
6936                  *
6937                  * Other members are not utilized for inline extents.
6938                  */
6939                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6940                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6941
6942                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6943                 if (ret < 0)
6944                         goto out;
6945                 goto insert;
6946         }
6947 not_found:
6948         em->start = start;
6949         em->orig_start = start;
6950         em->len = len;
6951         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6952 insert:
6953         ret = 0;
6954         btrfs_release_path(path);
6955         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6956                 btrfs_err(fs_info,
6957                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6958                           em->start, em->len, start, len);
6959                 ret = -EIO;
6960                 goto out;
6961         }
6962
6963         write_lock(&em_tree->lock);
6964         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6965         write_unlock(&em_tree->lock);
6966 out:
6967         btrfs_free_path(path);
6968
6969         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6970
6971         if (ret) {
6972                 free_extent_map(em);
6973                 return ERR_PTR(ret);
6974         }
6975         return em;
6976 }
6977
6978 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6979                                                   const u64 start,
6980                                                   const u64 len,
6981                                                   const u64 orig_start,
6982                                                   const u64 block_start,
6983                                                   const u64 block_len,
6984                                                   const u64 orig_block_len,
6985                                                   const u64 ram_bytes,
6986                                                   const int type)
6987 {
6988         struct extent_map *em = NULL;
6989         int ret;
6990
6991         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6992                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6993                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6994                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
6995                                   type);
6996                 if (IS_ERR(em))
6997                         goto out;
6998         }
6999         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, len, len, block_start,
7000                                        block_len, 0,
7001                                        (1 << type) |
7002                                        (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7003                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
7004         if (ret) {
7005                 if (em) {
7006                         free_extent_map(em);
7007                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
7008                                                     start + len - 1, false);
7009                 }
7010                 em = ERR_PTR(ret);
7011         }
7012  out:
7013
7014         return em;
7015 }
7016
7017 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7018                                                   u64 start, u64 len)
7019 {
7020         struct btrfs_root *root = inode->root;
7021         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7022         struct extent_map *em;
7023         struct btrfs_key ins;
7024         u64 alloc_hint;
7025         int ret;
7026
7027         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7028         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7029                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7030         if (ret)
7031                 return ERR_PTR(ret);
7032
7033         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7034                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7035                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7036         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7037         if (IS_ERR(em))
7038                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7039                                            1);
7040
7041         return em;
7042 }
7043
7044 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7045 {
7046         struct btrfs_block_group *block_group;
7047         bool readonly = false;
7048
7049         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7050         if (!block_group || block_group->ro)
7051                 readonly = true;
7052         if (block_group)
7053                 btrfs_put_block_group(block_group);
7054         return readonly;
7055 }
7056
7057 /*
7058  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7059  *
7060  * @offset:     File offset
7061  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7062  *              range
7063  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7064  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7065  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7066  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7067  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7068  *
7069  * Return:
7070  * >0   and update @len if we can do nocow write
7071  *  0   if we can't do nocow write
7072  * <0   if error happened
7073  *
7074  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7075  *       any ordered extents.
7076  */
7077 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7078                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7079                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7080 {
7081         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7082         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7083         struct btrfs_path *path;
7084         int ret;
7085         struct extent_buffer *leaf;
7086         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7087         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7088         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7089         struct btrfs_key key;
7090         int found_type;
7091
7092         path = btrfs_alloc_path();
7093         if (!path)
7094                 return -ENOMEM;
7095         path->nowait = nowait;
7096
7097         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7098                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7099         if (ret < 0)
7100                 goto out;
7101
7102         if (ret == 1) {
7103                 if (path->slots[0] == 0) {
7104                         /* can't find the item, must cow */
7105                         ret = 0;
7106                         goto out;
7107                 }
7108                 path->slots[0]--;
7109         }
7110         ret = 0;
7111         leaf = path->nodes[0];
7112         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7113         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7114             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7115                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7116                 goto out;
7117         }
7118
7119         if (key.offset > offset) {
7120                 /* Wrong offset, must cow */
7121                 goto out;
7122         }
7123
7124         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7125                 goto out;
7126
7127         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7128         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7129         if (ram_bytes)
7130                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7131
7132         nocow_args.start = offset;
7133         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7134         nocow_args.strict = strict;
7135         nocow_args.free_path = true;
7136
7137         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7138         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7139         path = NULL;
7140
7141         if (ret != 1) {
7142                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7143                 ret = 0;
7144                 goto out;
7145         }
7146
7147         ret = 0;
7148         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7149                 goto out;
7150
7151         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7152             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7153                 u64 range_end;
7154
7155                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7156                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7157                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7158                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7159                 if (ret) {
7160                         ret = -EAGAIN;
7161                         goto out;
7162                 }
7163         }
7164
7165         if (orig_start)
7166                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7167         if (orig_block_len)
7168                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7169
7170         *len = nocow_args.num_bytes;
7171         ret = 1;
7172 out:
7173         btrfs_free_path(path);
7174         return ret;
7175 }
7176
7177 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7178                               struct extent_state **cached_state,
7179                               unsigned int iomap_flags)
7180 {
7181         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7182         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7183         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7184         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7185         int ret = 0;
7186
7187         while (1) {
7188                 if (nowait) {
7189                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7190                                              cached_state))
7191                                 return -EAGAIN;
7192                 } else {
7193                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7194                 }
7195                 /*
7196                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7197                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7198                  * extents in this range.
7199                  */
7200                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7201                                                      lockend - lockstart + 1);
7202
7203                 /*
7204                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7205                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7206                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7207                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7208                  * get stale data.
7209                  */
7210                 if (!ordered &&
7211                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7212                                                          lockstart, lockend)))
7213                         break;
7214
7215                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7216
7217                 if (ordered) {
7218                         if (nowait) {
7219                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7220                                 ret = -EAGAIN;
7221                                 break;
7222                         }
7223                         /*
7224                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7225                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7226                          * to complete and retry, because if we do so we can
7227                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7228                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7229                          * than one extent map, if at this point has already
7230                          * created an ordered extent for a previous extent map
7231                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7232                          * concurrent write against that previous extent map's
7233                          * range and this range started (we unlock the ranges
7234                          * in the io tree only when the bios complete and
7235                          * buffered writes always lock pages before attempting
7236                          * to lock range in the io tree).
7237                          */
7238                         if (writing ||
7239                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7240                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7241                         else
7242                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7243                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7244                 } else {
7245                         /*
7246                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7247                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7248                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7249                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7250                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7251                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7252                          * ordered dio extent we created before but did not have
7253                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7254                          * complete), which makes readahead wait for that
7255                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7256                          * that page.
7257                          */
7258                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7259                 }
7260
7261                 if (ret)
7262                         break;
7263
7264                 cond_resched();
7265         }
7266
7267         return ret;
7268 }
7269
7270 /* The callers of this must take lock_extent() */
7271 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7272                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7273                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7274                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7275                                        int type)
7276 {
7277         struct extent_map *em;
7278         int ret;
7279
7280         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7281                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7282                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7283                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7284
7285         em = alloc_extent_map();
7286         if (!em)
7287                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7288
7289         em->start = start;
7290         em->orig_start = orig_start;
7291         em->len = len;
7292         em->block_len = block_len;
7293         em->block_start = block_start;
7294         em->orig_block_len = orig_block_len;
7295         em->ram_bytes = ram_bytes;
7296         em->generation = -1;
7297         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7298         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7299                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7300         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7301                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7302                 em->compress_type = compress_type;
7303         }
7304
7305         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7306         if (ret) {
7307                 free_extent_map(em);
7308                 return ERR_PTR(ret);
7309         }
7310
7311         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7312         return em;
7313 }
7314
7315
7316 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7317                                          struct inode *inode,
7318                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7319                                          u64 start, u64 len,
7320                                          unsigned int iomap_flags)
7321 {
7322         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7323         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7324         struct extent_map *em = *map;
7325         int type;
7326         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7327         struct btrfs_block_group *bg;
7328         bool can_nocow = false;
7329         bool space_reserved = false;
7330         u64 prev_len;
7331         int ret = 0;
7332
7333         /*
7334          * We don't allocate a new extent in the following cases
7335          *
7336          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7337          * existing extent.
7338          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7339          * just use the extent.
7340          *
7341          */
7342         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7343             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7344              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7345                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7346                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7347                 else
7348                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7349                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7350                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7351
7352                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7353                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7354                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7355                         if (bg)
7356                                 can_nocow = true;
7357                 }
7358         }
7359
7360         prev_len = len;
7361         if (can_nocow) {
7362                 struct extent_map *em2;
7363
7364                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7365                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7366                                                       nowait);
7367                 if (ret < 0) {
7368                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7369                         free_extent_map(em);
7370                         *map = NULL;
7371                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7372                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7373                                 ret = -EAGAIN;
7374                         goto out;
7375                 }
7376                 space_reserved = true;
7377
7378                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7379                                               orig_start, block_start,
7380                                               len, orig_block_len,
7381                                               ram_bytes, type);
7382                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7383                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7384                         free_extent_map(em);
7385                         *map = em2;
7386                         em = em2;
7387                 }
7388
7389                 if (IS_ERR(em2)) {
7390                         ret = PTR_ERR(em2);
7391                         goto out;
7392                 }
7393
7394                 dio_data->nocow_done = true;
7395         } else {
7396                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7397                 free_extent_map(em);
7398                 *map = NULL;
7399
7400                 if (nowait)
7401                         return -EAGAIN;
7402
7403                 /*
7404                  * If we could not allocate data space before locking the file
7405                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7406                  */
7407                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7408                         return -ENOSPC;
7409
7410                 /*
7411                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7412                  * so now we reserve only metadata.
7413                  */
7414                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7415                                                       false);
7416                 if (ret < 0)
7417                         goto out;
7418                 space_reserved = true;
7419
7420                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7421                 if (IS_ERR(em)) {
7422                         ret = PTR_ERR(em);
7423                         goto out;
7424                 }
7425                 *map = em;
7426                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7427                 if (len < prev_len)
7428                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7429                                                         prev_len - len, true);
7430         }
7431
7432         /*
7433          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7434          * for an outstanding extent.
7435          */
7436         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7437
7438         /*
7439          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7440          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7441          */
7442         if (start + len > i_size_read(inode))
7443                 i_size_write(inode, start + len);
7444 out:
7445         if (ret && space_reserved) {
7446                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7447                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7448         }
7449         return ret;
7450 }
7451
7452 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7453                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7454                 struct iomap *srcmap)
7455 {
7456         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7457         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7458         struct extent_map *em;
7459         struct extent_state *cached_state = NULL;
7460         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7461         u64 lockstart, lockend;
7462         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7463         int ret = 0;
7464         u64 len = length;
7465         const u64 data_alloc_len = length;
7466         bool unlock_extents = false;
7467
7468         /*
7469          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7470          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7471          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7472          *
7473          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7474          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7475          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7476          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7477          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7478          */
7479         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7480                 return -EAGAIN;
7481
7482         /*
7483          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7484          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7485          */
7486         if (!write)
7487                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7488
7489         lockstart = start;
7490         lockend = start + len - 1;
7491
7492         /*
7493          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7494          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7495          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7496          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7497          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7498          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7499          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7500          *
7501          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7502          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7503          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7504          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7505          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7506          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7507          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7508          * the file range yet.
7509          */
7510         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7511                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7512                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7513                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7514                                                           lockstart, lockend))
7515                                 return -EAGAIN;
7516                 } else {
7517                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7518                                                        start + length - 1);
7519                         if (ret)
7520                                 return ret;
7521                 }
7522         }
7523
7524         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7525
7526         /*
7527          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7528          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7529          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7530          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7531          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7532          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7533          * NOCOW write.
7534          */
7535         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7536                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7537                                                   &dio_data->data_reserved,
7538                                                   start, data_alloc_len, false);
7539                 if (!ret)
7540                         dio_data->data_space_reserved = true;
7541                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7542                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7543                         goto err;
7544         }
7545
7546         /*
7547          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7548          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7549          * NOWAIT read/write and we need to block.
7550          */
7551         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7552         if (ret < 0)
7553                 goto err;
7554
7555         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7556         if (IS_ERR(em)) {
7557                 ret = PTR_ERR(em);
7558                 goto unlock_err;
7559         }
7560
7561         /*
7562          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7563          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7564          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7565          * buffered path.
7566          *
7567          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7568          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7569          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7570          *
7571          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7572          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7573          * the generic code.
7574          */
7575         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7576             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7577                 free_extent_map(em);
7578                 /*
7579                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7580                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7581                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7582                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7583                  * space - this happens if we were able to read some data from
7584                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7585                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7586                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7587                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7588                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7589                  */
7590                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7591                 goto unlock_err;
7592         }
7593
7594         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7595
7596         /*
7597          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7598          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7599          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7600          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7601          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7602          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7603          *
7604          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7605          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7606          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7607          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7608          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7609          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7610          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7611          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7612          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7613          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7614          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7615          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7616          */
7617         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7618                 free_extent_map(em);
7619                 ret = -EAGAIN;
7620                 goto unlock_err;
7621         }
7622
7623         if (write) {
7624                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7625                                                     start, len, flags);
7626                 if (ret < 0)
7627                         goto unlock_err;
7628                 unlock_extents = true;
7629                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7630                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7631                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7632                         u64 release_offset;
7633                         u64 release_len = 0;
7634
7635                         if (dio_data->nocow_done) {
7636                                 release_offset = start;
7637                                 release_len = data_alloc_len;
7638                         } else if (len < data_alloc_len) {
7639                                 release_offset = start + len;
7640                                 release_len = data_alloc_len - len;
7641                         }
7642
7643                         if (release_len > 0)
7644                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7645                                                                dio_data->data_reserved,
7646                                                                release_offset,
7647                                                                release_len);
7648                 }
7649         } else {
7650                 /*
7651                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7652                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7653                  */
7654                 lockstart = start + len;
7655                 if (lockstart < lockend)
7656                         unlock_extents = true;
7657         }
7658
7659         if (unlock_extents)
7660                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7661                               &cached_state);
7662         else
7663                 free_extent_state(cached_state);
7664
7665         /*
7666          * Translate extent map information to iomap.
7667          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7668          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7669          */
7670         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7671             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7672                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7673                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7674         } else {
7675                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7676                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7677         }
7678         iomap->offset = start;
7679         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7680         iomap->length = len;
7681         free_extent_map(em);
7682
7683         return 0;
7684
7685 unlock_err:
7686         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7687                       &cached_state);
7688 err:
7689         if (dio_data->data_space_reserved) {
7690                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7691                                                dio_data->data_reserved,
7692                                                start, data_alloc_len);
7693                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7694         }
7695
7696         return ret;
7697 }
7698
7699 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7700                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7701 {
7702         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7703         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7704         size_t submitted = dio_data->submitted;
7705         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7706         int ret = 0;
7707
7708         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7709                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7710                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7711                               NULL);
7712                 return 0;
7713         }
7714
7715         if (submitted < length) {
7716                 pos += submitted;
7717                 length -= submitted;
7718                 if (write)
7719                         btrfs_mark_ordered_io_finished(BTRFS_I(inode), NULL,
7720                                                        pos, length, false);
7721                 else
7722                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7723                                       pos + length - 1, NULL);
7724                 ret = -ENOTBLK;
7725         }
7726
7727         if (write)
7728                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7729         return ret;
7730 }
7731
7732 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7733 {
7734         struct btrfs_dio_private *dip =
7735                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7736         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7737         struct bio *bio = &bbio->bio;
7738
7739         if (bio->bi_status) {
7740                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7741                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7742                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7743                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7744         }
7745
7746         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
7747                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, dip->file_offset,
7748                                                dip->bytes, !bio->bi_status);
7749         else
7750                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7751                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7752
7753         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7754         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7755 }
7756
7757 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7758                                 loff_t file_offset)
7759 {
7760         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7761         struct btrfs_dio_private *dip =
7762                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7763         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7764
7765         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode), btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7766         bbio->file_offset = file_offset;
7767
7768         dip->file_offset = file_offset;
7769         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7770
7771         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7772         btrfs_submit_bio(bio, 0);
7773 }
7774
7775 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7776         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7777         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7778 };
7779
7780 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7781         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7782         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7783 };
7784
7785 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7786 {
7787         struct btrfs_dio_data data;
7788
7789         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7790                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7791 }
7792
7793 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7794                                   size_t done_before)
7795 {
7796         struct btrfs_dio_data data;
7797
7798         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7799                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7800 }
7801
7802 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7803                         u64 start, u64 len)
7804 {
7805         int     ret;
7806
7807         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7808         if (ret)
7809                 return ret;
7810
7811         /*
7812          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7813          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7814          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7815          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7816          * before the compression is done and writeback is started. A second
7817          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7818          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7819          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7820          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7821          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7822          * if we have delalloc in those ranges.
7823          */
7824         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7825                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7826                 if (ret)
7827                         return ret;
7828         }
7829
7830         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
7831 }
7832
7833 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7834                             struct writeback_control *wbc)
7835 {
7836         return extent_writepages(mapping, wbc);
7837 }
7838
7839 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7840 {
7841         extent_readahead(rac);
7842 }
7843
7844 /*
7845  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7846  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7847  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7848  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7849  * spinlock.
7850  */
7851 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7852 {
7853         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7854         struct btrfs_subpage *subpage;
7855
7856         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
7857                 return;
7858
7859         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
7860         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
7861
7862         /*
7863          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7864          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7865          * still holding the subpage spinlock.
7866          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7867          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7868          * function to clear page writeback.
7869          *
7870          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7871          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7872          */
7873         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7874         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7875 }
7876
7877 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7878 {
7879         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7880
7881         if (ret == 1) {
7882                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7883                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7884         }
7885         return ret;
7886 }
7887
7888 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7889 {
7890         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7891                 return false;
7892         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7893 }
7894
7895 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7896 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7897                              struct folio *dst, struct folio *src,
7898                              enum migrate_mode mode)
7899 {
7900         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7901
7902         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7903                 return ret;
7904
7905         if (folio_test_ordered(src)) {
7906                 folio_clear_ordered(src);
7907                 folio_set_ordered(dst);
7908         }
7909
7910         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
7911 }
7912 #else
7913 #define btrfs_migrate_folio NULL
7914 #endif
7915
7916 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
7917                                  size_t length)
7918 {
7919         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
7920         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7921         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
7922         struct extent_state *cached_state = NULL;
7923         u64 page_start = folio_pos(folio);
7924         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
7925         u64 cur;
7926         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
7927
7928         /*
7929          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
7930          * page, nor bio can be submitted for this folio.
7931          *
7932          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
7933          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
7934          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
7935          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
7936          * on one folio.
7937          *
7938          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
7939          * do double ordered extent accounting on the same folio.
7940          */
7941         folio_wait_writeback(folio);
7942         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7943
7944         /*
7945          * For subpage case, we have call sites like
7946          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
7947          * sectorsize.
7948          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
7949          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
7950          * record subpage dirty bits for other part of the range.
7951          *
7952          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
7953          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
7954          * still safe to wait for ordered extent to finish.
7955          */
7956         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
7957                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7958                 return;
7959         }
7960
7961         if (!inode_evicting)
7962                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
7963
7964         cur = page_start;
7965         while (cur < page_end) {
7966                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7967                 u64 range_end;
7968                 u32 range_len;
7969                 u32 extra_flags = 0;
7970
7971                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
7972                                                            page_end + 1 - cur);
7973                 if (!ordered) {
7974                         range_end = page_end;
7975                         /*
7976                          * No ordered extent covering this range, we are safe
7977                          * to delete all extent states in the range.
7978                          */
7979                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7980                         goto next;
7981                 }
7982                 if (ordered->file_offset > cur) {
7983                         /*
7984                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
7985                          * covered by any ordered extent.
7986                          * We are safe to delete all extent states, and handle
7987                          * the ordered extent in the next iteration.
7988                          */
7989                         range_end = ordered->file_offset - 1;
7990                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7991                         goto next;
7992                 }
7993
7994                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
7995                                 page_end);
7996                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
7997                 range_len = range_end + 1 - cur;
7998                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
7999                         /*
8000                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8001                          * already been executed for the range.
8002                          * We can't delete the extent states as
8003                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8004                          */
8005                         goto next;
8006                 }
8007                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8008
8009                 /*
8010                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8011                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8012                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8013                  *
8014                  * This will also unlock the range for incoming
8015                  * btrfs_finish_ordered_io().
8016                  */
8017                 if (!inode_evicting)
8018                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8019                                          EXTENT_DELALLOC |
8020                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8021                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8022
8023                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8024                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8025                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8026                                              cur - ordered->file_offset);
8027                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8028
8029                 /*
8030                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8031                  * the extent states of the range, otherwise
8032                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8033                  * other pages, so we can't delete extent states.
8034                  */
8035                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8036                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8037                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8038                         /*
8039                          * The ordered extent has finished, now we're again
8040                          * safe to delete all extent states of the range.
8041                          */
8042                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8043                 }
8044 next:
8045                 if (ordered)
8046                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8047                 /*
8048                  * Qgroup reserved space handler
8049                  * Sector(s) here will be either:
8050                  *
8051                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8052                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8053                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8054                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8055                  *
8056                  * 2) Not written to disk yet
8057                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8058                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8059                  *    reserved data space.
8060                  *    Since the IO will never happen for this page.
8061                  */
8062                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8063                 if (!inode_evicting) {
8064                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8065                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8066                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8067                                  extra_flags, &cached_state);
8068                 }
8069                 cur = range_end + 1;
8070         }
8071         /*
8072          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8073          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8074          * did something wrong.
8075          */
8076         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8077         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8078         if (!inode_evicting)
8079                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8080         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8081 }
8082
8083 /*
8084  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8085  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8086  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8087  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8088  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8089  * support these features.
8090  *
8091  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8092  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8093  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8094  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8095  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8096  * unlock the page.
8097  */
8098 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8099 {
8100         struct page *page = vmf->page;
8101         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8102         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8103         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8104         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8105         struct extent_state *cached_state = NULL;
8106         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8107         unsigned long zero_start;
8108         loff_t size;
8109         vm_fault_t ret;
8110         int ret2;
8111         int reserved = 0;
8112         u64 reserved_space;
8113         u64 page_start;
8114         u64 page_end;
8115         u64 end;
8116
8117         reserved_space = PAGE_SIZE;
8118
8119         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8120         page_start = page_offset(page);
8121         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8122         end = page_end;
8123
8124         /*
8125          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8126          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8127          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8128          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8129          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8130          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8131          */
8132         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8133                                             page_start, reserved_space);
8134         if (!ret2) {
8135                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8136                 reserved = 1;
8137         }
8138         if (ret2) {
8139                 ret = vmf_error(ret2);
8140                 if (reserved)
8141                         goto out;
8142                 goto out_noreserve;
8143         }
8144
8145         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8146 again:
8147         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8148         lock_page(page);
8149         size = i_size_read(inode);
8150
8151         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8152             (page_start >= size)) {
8153                 /* page got truncated out from underneath us */
8154                 goto out_unlock;
8155         }
8156         wait_on_page_writeback(page);
8157
8158         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8159         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8160         if (ret2 < 0) {
8161                 ret = vmf_error(ret2);
8162                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8163                 goto out_unlock;
8164         }
8165
8166         /*
8167          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8168          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8169          */
8170         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8171                         PAGE_SIZE);
8172         if (ordered) {
8173                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8174                 unlock_page(page);
8175                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8176                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8177                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8178                 goto again;
8179         }
8180
8181         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8182                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8183                                           fs_info->sectorsize);
8184                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8185                         end = page_start + reserved_space - 1;
8186                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8187                                         data_reserved, page_start,
8188                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8189                 }
8190         }
8191
8192         /*
8193          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8194          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8195          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8196          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8197          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8198          */
8199         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8200                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8201                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8202
8203         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8204                                         &cached_state);
8205         if (ret2) {
8206                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8207                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8208                 goto out_unlock;
8209         }
8210
8211         /* page is wholly or partially inside EOF */
8212         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8213                 zero_start = offset_in_page(size);
8214         else
8215                 zero_start = PAGE_SIZE;
8216
8217         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8218                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8219
8220         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8221         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8222         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8223
8224         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8225
8226         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8227         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8228
8229         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8230         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8231         extent_changeset_free(data_reserved);
8232         return VM_FAULT_LOCKED;
8233
8234 out_unlock:
8235         unlock_page(page);
8236         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8237 out:
8238         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8239         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8240                                      reserved_space, (ret != 0));
8241 out_noreserve:
8242         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8243         extent_changeset_free(data_reserved);
8244         return ret;
8245 }
8246
8247 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8248 {
8249         struct btrfs_truncate_control control = {
8250                 .inode = inode,
8251                 .ino = btrfs_ino(inode),
8252                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8253                 .clear_extent_range = true,
8254         };
8255         struct btrfs_root *root = inode->root;
8256         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8257         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8258         int ret;
8259         struct btrfs_trans_handle *trans;
8260         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8261         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8262
8263         if (!skip_writeback) {
8264                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8265                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8266                                                (u64)-1);
8267                 if (ret)
8268                         return ret;
8269         }
8270
8271         /*
8272          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8273          * things going on here:
8274          *
8275          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8276          *
8277          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8278          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8279          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8280          * very much snapshotting).
8281          *
8282          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8283          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8284          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8285          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8286          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8287          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8288          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8289          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8290          * done separately as well.
8291          *
8292          * So that leaves us with
8293          *
8294          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8295          * transaction reservation.
8296          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8297          * updating the inode.
8298          */
8299         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8300         if (!rsv)
8301                 return -ENOMEM;
8302         rsv->size = min_size;
8303         rsv->failfast = true;
8304
8305         /*
8306          * 1 for the truncate slack space
8307          * 1 for updating the inode.
8308          */
8309         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8310         if (IS_ERR(trans)) {
8311                 ret = PTR_ERR(trans);
8312                 goto out;
8313         }
8314
8315         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8316         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8317                                       min_size, false);
8318         BUG_ON(ret);
8319
8320         trans->block_rsv = rsv;
8321
8322         while (1) {
8323                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8324                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8325                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8326
8327                 control.new_size = new_size;
8328                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8329                 /*
8330                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8331                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8332                  * block of the extent just the way it is.
8333                  */
8334                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8335                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8336                                             (u64)-1, false);
8337
8338                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8339
8340                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8341                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8342
8343                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8344
8345                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8346                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8347                         break;
8348
8349                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8350                 if (ret)
8351                         break;
8352
8353                 btrfs_end_transaction(trans);
8354                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8355
8356                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8357                 if (IS_ERR(trans)) {
8358                         ret = PTR_ERR(trans);
8359                         trans = NULL;
8360                         break;
8361                 }
8362
8363                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8364                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8365                                               rsv, min_size, false);
8366                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8367                 trans->block_rsv = rsv;
8368         }
8369
8370         /*
8371          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8372          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8373          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8374          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8375          */
8376         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8377                 btrfs_end_transaction(trans);
8378                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8379
8380                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8381                 if (ret)
8382                         goto out;
8383                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8384                 if (IS_ERR(trans)) {
8385                         ret = PTR_ERR(trans);
8386                         goto out;
8387                 }
8388                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8389         }
8390
8391         if (trans) {
8392                 int ret2;
8393
8394                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8395                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
8396                 if (ret2 && !ret)
8397                         ret = ret2;
8398
8399                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8400                 if (ret2 && !ret)
8401                         ret = ret2;
8402                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8403         }
8404 out:
8405         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8406         /*
8407          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8408          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8409          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8410          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8411          * safe.
8412          *
8413          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8414          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8415          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8416          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8417          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8418          * extents beyond i_size to drop.
8419          */
8420         if (control.extents_found > 0)
8421                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8422
8423         return ret;
8424 }
8425
8426 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8427                                      struct inode *dir)
8428 {
8429         struct inode *inode;
8430
8431         inode = new_inode(dir->i_sb);
8432         if (inode) {
8433                 /*
8434                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8435                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8436                  */
8437                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8438                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8439                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8440                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8441         }
8442         return inode;
8443 }
8444
8445 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8446 {
8447         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8448         struct btrfs_inode *ei;
8449         struct inode *inode;
8450
8451         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8452         if (!ei)
8453                 return NULL;
8454
8455         ei->root = NULL;
8456         ei->generation = 0;
8457         ei->last_trans = 0;
8458         ei->last_sub_trans = 0;
8459         ei->logged_trans = 0;
8460         ei->delalloc_bytes = 0;
8461         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8462         ei->defrag_bytes = 0;
8463         ei->disk_i_size = 0;
8464         ei->flags = 0;
8465         ei->ro_flags = 0;
8466         ei->csum_bytes = 0;
8467         ei->index_cnt = (u64)-1;
8468         ei->dir_index = 0;
8469         ei->last_unlink_trans = 0;
8470         ei->last_reflink_trans = 0;
8471         ei->last_log_commit = 0;
8472
8473         spin_lock_init(&ei->lock);
8474         ei->outstanding_extents = 0;
8475         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8476                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8477                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8478         ei->runtime_flags = 0;
8479         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8480         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8481
8482         ei->delayed_node = NULL;
8483
8484         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8485         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8486
8487         inode = &ei->vfs_inode;
8488         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8489         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8490         ei->io_tree.inode = ei;
8491         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8492                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8493         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
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, 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)) >> 9;
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 timespec64 ctime = current_time(old_inode);
8681         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8682         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8683         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8684         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8685         u64 old_idx = 0;
8686         u64 new_idx = 0;
8687         int ret;
8688         int ret2;
8689         bool need_abort = false;
8690         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8691         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8692
8693         /*
8694          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8695          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8696          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8697          */
8698         if (root != dest &&
8699             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8700              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8701                 return -EXDEV;
8702
8703         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8704         if (ret)
8705                 return ret;
8706
8707         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8708         if (ret) {
8709                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8710                 return ret;
8711         }
8712
8713         old_name = &old_fname.disk_name;
8714         new_name = &new_fname.disk_name;
8715
8716         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8717         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8718             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8719                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8720
8721         /*
8722          * For each inode:
8723          * 1 to remove old dir item
8724          * 1 to remove old dir index
8725          * 1 to add new dir item
8726          * 1 to add new dir index
8727          * 1 to update parent inode
8728          *
8729          * If the parents are the same, we only need to account for one
8730          */
8731         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8732         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8733                 /*
8734                  * 1 to remove old root ref
8735                  * 1 to remove old root backref
8736                  * 1 to add new root ref
8737                  * 1 to add new root backref
8738                  */
8739                 trans_num_items += 4;
8740         } else {
8741                 /*
8742                  * 1 to update inode item
8743                  * 1 to remove old inode ref
8744                  * 1 to add new inode ref
8745                  */
8746                 trans_num_items += 3;
8747         }
8748         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8749                 trans_num_items += 4;
8750         else
8751                 trans_num_items += 3;
8752         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8753         if (IS_ERR(trans)) {
8754                 ret = PTR_ERR(trans);
8755                 goto out_notrans;
8756         }
8757
8758         if (dest != root) {
8759                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8760                 if (ret)
8761                         goto out_fail;
8762         }
8763
8764         /*
8765          * We need to find a free sequence number both in the source and
8766          * in the destination directory for the exchange.
8767          */
8768         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8769         if (ret)
8770                 goto out_fail;
8771         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8772         if (ret)
8773                 goto out_fail;
8774
8775         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8776         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8777
8778         /* Reference for the source. */
8779         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8780                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8781                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8782         } else {
8783                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8784                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8785                                              old_idx);
8786                 if (ret)
8787                         goto out_fail;
8788                 need_abort = true;
8789         }
8790
8791         /* And now for the dest. */
8792         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8793                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8794                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8795         } else {
8796                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8797                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8798                                              new_idx);
8799                 if (ret) {
8800                         if (need_abort)
8801                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8802                         goto out_fail;
8803                 }
8804         }
8805
8806         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8807         inode_inc_iversion(old_dir);
8808         inode_inc_iversion(new_dir);
8809         inode_inc_iversion(old_inode);
8810         inode_inc_iversion(new_inode);
8811         old_dir->i_mtime = ctime;
8812         old_dir->i_ctime = ctime;
8813         new_dir->i_mtime = ctime;
8814         new_dir->i_ctime = ctime;
8815         old_inode->i_ctime = ctime;
8816         new_inode->i_ctime = ctime;
8817
8818         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8819                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8820                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
8821                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8822                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
8823         }
8824
8825         /* src is a subvolume */
8826         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8827                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8828         } else { /* src is an inode */
8829                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8830                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8831                                            old_name, &old_rename_ctx);
8832                 if (!ret)
8833                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
8834         }
8835         if (ret) {
8836                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8837                 goto out_fail;
8838         }
8839
8840         /* dest is a subvolume */
8841         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8842                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8843         } else { /* dest is an inode */
8844                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8845                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8846                                            new_name, &new_rename_ctx);
8847                 if (!ret)
8848                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
8849         }
8850         if (ret) {
8851                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8852                 goto out_fail;
8853         }
8854
8855         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8856                              new_name, 0, old_idx);
8857         if (ret) {
8858                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8859                 goto out_fail;
8860         }
8861
8862         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8863                              old_name, 0, new_idx);
8864         if (ret) {
8865                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8866                 goto out_fail;
8867         }
8868
8869         if (old_inode->i_nlink == 1)
8870                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8871         if (new_inode->i_nlink == 1)
8872                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8873
8874         /*
8875          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8876          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8877          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8878          * are part of this rename operation were logged before.
8879          */
8880         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8881                 btrfs_pin_log_trans(root);
8882         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8883                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8884
8885         /* Do the log updates for all inodes. */
8886         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8887                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8888                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8889         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8890                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8891                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8892
8893         /* Now unpin the logs. */
8894         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8895                 btrfs_end_log_trans(root);
8896         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8897                 btrfs_end_log_trans(dest);
8898 out_fail:
8899         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8900         ret = ret ? ret : ret2;
8901 out_notrans:
8902         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8903             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8904                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8905
8906         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8907         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8908         return ret;
8909 }
8910
8911 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8912                                         struct inode *dir)
8913 {
8914         struct inode *inode;
8915
8916         inode = new_inode(dir->i_sb);
8917         if (inode) {
8918                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8919                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8920                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8921                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8922         }
8923         return inode;
8924 }
8925
8926 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8927                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8928                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8929                         unsigned int flags)
8930 {
8931         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8932         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8933                 .dir = old_dir,
8934                 .dentry = old_dentry,
8935         };
8936         struct btrfs_trans_handle *trans;
8937         unsigned int trans_num_items;
8938         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8939         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8940         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8941         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8942         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8943         u64 index = 0;
8944         int ret;
8945         int ret2;
8946         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8947         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8948
8949         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8950                 return -EPERM;
8951
8952         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8953         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8954                 return -EXDEV;
8955
8956         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8957             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8958                 return -ENOTEMPTY;
8959
8960         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8961             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8962                 return -ENOTEMPTY;
8963
8964         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8965         if (ret)
8966                 return ret;
8967
8968         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8969         if (ret) {
8970                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8971                 return ret;
8972         }
8973
8974         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8975         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8976         if (ret) {
8977                 if (ret == -EEXIST) {
8978                         /* we shouldn't get
8979                          * eexist without a new_inode */
8980                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8981                                 goto out_fscrypt_names;
8982                         }
8983                 } else {
8984                         /* maybe -EOVERFLOW */
8985                         goto out_fscrypt_names;
8986                 }
8987         }
8988         ret = 0;
8989
8990         /*
8991          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
8992          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
8993          */
8994         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
8995                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
8996
8997         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
8998                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
8999                 if (!whiteout_args.inode) {
9000                         ret = -ENOMEM;
9001                         goto out_fscrypt_names;
9002                 }
9003                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9004                 if (ret)
9005                         goto out_whiteout_inode;
9006         } else {
9007                 /* 1 to update the old parent inode. */
9008                 trans_num_items = 1;
9009         }
9010
9011         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9012                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9013                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9014                 /*
9015                  * 1 to remove old root ref
9016                  * 1 to remove old root backref
9017                  * 1 to add new root ref
9018                  * 1 to add new root backref
9019                  */
9020                 trans_num_items += 4;
9021         } else {
9022                 /*
9023                  * 1 to update inode
9024                  * 1 to remove old inode ref
9025                  * 1 to add new inode ref
9026                  */
9027                 trans_num_items += 3;
9028         }
9029         /*
9030          * 1 to remove old dir item
9031          * 1 to remove old dir index
9032          * 1 to add new dir item
9033          * 1 to add new dir index
9034          */
9035         trans_num_items += 4;
9036         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9037         if (new_dir != old_dir)
9038                 trans_num_items++;
9039         if (new_inode) {
9040                 /*
9041                  * 1 to update inode
9042                  * 1 to remove inode ref
9043                  * 1 to remove dir item
9044                  * 1 to remove dir index
9045                  * 1 to possibly add orphan item
9046                  */
9047                 trans_num_items += 5;
9048         }
9049         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9050         if (IS_ERR(trans)) {
9051                 ret = PTR_ERR(trans);
9052                 goto out_notrans;
9053         }
9054
9055         if (dest != root) {
9056                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9057                 if (ret)
9058                         goto out_fail;
9059         }
9060
9061         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9062         if (ret)
9063                 goto out_fail;
9064
9065         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9066         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9067                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9068                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9069         } else {
9070                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9071                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9072                                              index);
9073                 if (ret)
9074                         goto out_fail;
9075         }
9076
9077         inode_inc_iversion(old_dir);
9078         inode_inc_iversion(new_dir);
9079         inode_inc_iversion(old_inode);
9080         old_dir->i_mtime = current_time(old_dir);
9081         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9082         new_dir->i_mtime = old_dir->i_mtime;
9083         new_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9084         old_inode->i_ctime = old_dir->i_mtime;
9085
9086         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9087                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9088                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9089
9090         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9091                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9092         } else {
9093                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9094                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9095                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9096                 if (!ret)
9097                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9098         }
9099         if (ret) {
9100                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9101                 goto out_fail;
9102         }
9103
9104         if (new_inode) {
9105                 inode_inc_iversion(new_inode);
9106                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9107                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9108                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9109                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9110                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9111                 } else {
9112                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9113                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9114                                                  &new_fname.disk_name);
9115                 }
9116                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9117                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9118                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9119                 if (ret) {
9120                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9121                         goto out_fail;
9122                 }
9123         }
9124
9125         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9126                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9127         if (ret) {
9128                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9129                 goto out_fail;
9130         }
9131
9132         if (old_inode->i_nlink == 1)
9133                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9134
9135         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9136                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9137                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9138
9139         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9140                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9141                 if (ret) {
9142                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9143                         goto out_fail;
9144                 } else {
9145                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9146                         iput(whiteout_args.inode);
9147                         whiteout_args.inode = NULL;
9148                 }
9149         }
9150 out_fail:
9151         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9152         ret = ret ? ret : ret2;
9153 out_notrans:
9154         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9155                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9156         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9157                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9158 out_whiteout_inode:
9159         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9160                 iput(whiteout_args.inode);
9161 out_fscrypt_names:
9162         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9163         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9164         return ret;
9165 }
9166
9167 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9168                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9169                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9170 {
9171         int ret;
9172
9173         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9174                 return -EINVAL;
9175
9176         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9177                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9178                                             new_dentry);
9179         else
9180                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9181                                    new_dentry, flags);
9182
9183         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9184
9185         return ret;
9186 }
9187
9188 struct btrfs_delalloc_work {
9189         struct inode *inode;
9190         struct completion completion;
9191         struct list_head list;
9192         struct btrfs_work work;
9193 };
9194
9195 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9196 {
9197         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9198         struct inode *inode;
9199
9200         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9201                                      work);
9202         inode = delalloc_work->inode;
9203         filemap_flush(inode->i_mapping);
9204         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9205                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9206                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9207
9208         iput(inode);
9209         complete(&delalloc_work->completion);
9210 }
9211
9212 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9213 {
9214         struct btrfs_delalloc_work *work;
9215
9216         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9217         if (!work)
9218                 return NULL;
9219
9220         init_completion(&work->completion);
9221         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9222         work->inode = inode;
9223         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9224
9225         return work;
9226 }
9227
9228 /*
9229  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9230  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9231  */
9232 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9233                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9234                                  bool in_reclaim_context)
9235 {
9236         struct btrfs_inode *binode;
9237         struct inode *inode;
9238         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9239         struct list_head works;
9240         struct list_head splice;
9241         int ret = 0;
9242         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9243
9244         INIT_LIST_HEAD(&works);
9245         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9246
9247         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9248         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9249         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9250         while (!list_empty(&splice)) {
9251                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9252                                     delalloc_inodes);
9253
9254                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9255                                &root->delalloc_inodes);
9256
9257                 if (in_reclaim_context &&
9258                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9259                         continue;
9260
9261                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9262                 if (!inode) {
9263                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9264                         continue;
9265                 }
9266                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9267
9268                 if (snapshot)
9269                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9270                                 &binode->runtime_flags);
9271                 if (full_flush) {
9272                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9273                         if (!work) {
9274                                 iput(inode);
9275                                 ret = -ENOMEM;
9276                                 goto out;
9277                         }
9278                         list_add_tail(&work->list, &works);
9279                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9280                                          &work->work);
9281                 } else {
9282                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9283                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9284                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9285                                 goto out;
9286                 }
9287                 cond_resched();
9288                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9289         }
9290         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9291
9292 out:
9293         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9294                 list_del_init(&work->list);
9295                 wait_for_completion(&work->completion);
9296                 kfree(work);
9297         }
9298
9299         if (!list_empty(&splice)) {
9300                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9301                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9302                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9303         }
9304         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9305         return ret;
9306 }
9307
9308 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9309 {
9310         struct writeback_control wbc = {
9311                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9312                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9313                 .range_start = 0,
9314                 .range_end = LLONG_MAX,
9315         };
9316         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9317
9318         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9319                 return -EROFS;
9320
9321         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9322 }
9323
9324 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9325                                bool in_reclaim_context)
9326 {
9327         struct writeback_control wbc = {
9328                 .nr_to_write = nr,
9329                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9330                 .range_start = 0,
9331                 .range_end = LLONG_MAX,
9332         };
9333         struct btrfs_root *root;
9334         struct list_head splice;
9335         int ret;
9336
9337         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9338                 return -EROFS;
9339
9340         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9341
9342         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9343         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9344         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9345         while (!list_empty(&splice)) {
9346                 /*
9347                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9348                  * flush.
9349                  */
9350                 if (nr == LONG_MAX)
9351                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9352
9353                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9354                                         delalloc_root);
9355                 root = btrfs_grab_root(root);
9356                 BUG_ON(!root);
9357                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9358                                &fs_info->delalloc_roots);
9359                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9360
9361                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9362                 btrfs_put_root(root);
9363                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9364                         goto out;
9365                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9366         }
9367         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9368
9369         ret = 0;
9370 out:
9371         if (!list_empty(&splice)) {
9372                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9373                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9374                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9375         }
9376         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9377         return ret;
9378 }
9379
9380 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9381                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9382 {
9383         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9384         struct btrfs_trans_handle *trans;
9385         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9386         struct btrfs_path *path;
9387         struct btrfs_key key;
9388         struct inode *inode;
9389         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9390                 .dir = dir,
9391                 .dentry = dentry,
9392         };
9393         unsigned int trans_num_items;
9394         int err;
9395         int name_len;
9396         int datasize;
9397         unsigned long ptr;
9398         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9399         struct extent_buffer *leaf;
9400
9401         name_len = strlen(symname);
9402         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9403                 return -ENAMETOOLONG;
9404
9405         inode = new_inode(dir->i_sb);
9406         if (!inode)
9407                 return -ENOMEM;
9408         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9409         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9410         inode_nohighmem(inode);
9411         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9412         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9413         inode_set_bytes(inode, name_len);
9414
9415         new_inode_args.inode = inode;
9416         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9417         if (err)
9418                 goto out_inode;
9419         /* 1 additional item for the inline extent */
9420         trans_num_items++;
9421
9422         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9423         if (IS_ERR(trans)) {
9424                 err = PTR_ERR(trans);
9425                 goto out_new_inode_args;
9426         }
9427
9428         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9429         if (err)
9430                 goto out;
9431
9432         path = btrfs_alloc_path();
9433         if (!path) {
9434                 err = -ENOMEM;
9435                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9436                 discard_new_inode(inode);
9437                 inode = NULL;
9438                 goto out;
9439         }
9440         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9441         key.offset = 0;
9442         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9443         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9444         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9445                                       datasize);
9446         if (err) {
9447                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9448                 btrfs_free_path(path);
9449                 discard_new_inode(inode);
9450                 inode = NULL;
9451                 goto out;
9452         }
9453         leaf = path->nodes[0];
9454         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9455                             struct btrfs_file_extent_item);
9456         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9457         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9458                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9459         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9460         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9461         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9462         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9463
9464         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9465         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9466         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9467         btrfs_free_path(path);
9468
9469         d_instantiate_new(dentry, inode);
9470         err = 0;
9471 out:
9472         btrfs_end_transaction(trans);
9473         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9474 out_new_inode_args:
9475         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9476 out_inode:
9477         if (err)
9478                 iput(inode);
9479         return err;
9480 }
9481
9482 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9483                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9484                                        struct btrfs_inode *inode,
9485                                        struct btrfs_key *ins,
9486                                        u64 file_offset)
9487 {
9488         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9489         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9490         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9491         struct btrfs_path *path;
9492         u64 start = ins->objectid;
9493         u64 len = ins->offset;
9494         int qgroup_released;
9495         int ret;
9496
9497         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9498
9499         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9500         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9501         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9502         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9503         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9504         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9505         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9506
9507         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9508         if (qgroup_released < 0)
9509                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9510
9511         if (trans) {
9512                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9513                                                   file_offset, &stack_fi,
9514                                                   true, qgroup_released);
9515                 if (ret)
9516                         goto free_qgroup;
9517                 return trans;
9518         }
9519
9520         extent_info.disk_offset = start;
9521         extent_info.disk_len = len;
9522         extent_info.data_offset = 0;
9523         extent_info.data_len = len;
9524         extent_info.file_offset = file_offset;
9525         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9526         extent_info.is_new_extent = true;
9527         extent_info.update_times = true;
9528         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9529         extent_info.insertions = 0;
9530
9531         path = btrfs_alloc_path();
9532         if (!path) {
9533                 ret = -ENOMEM;
9534                 goto free_qgroup;
9535         }
9536
9537         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9538                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9539                                      &trans);
9540         btrfs_free_path(path);
9541         if (ret)
9542                 goto free_qgroup;
9543         return trans;
9544
9545 free_qgroup:
9546         /*
9547          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9548          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9549          * transaction.
9550          * But if we error out early, we have to free what we have released
9551          * or we leak qgroup data reservation.
9552          */
9553         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9554                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9555                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9556         return ERR_PTR(ret);
9557 }
9558
9559 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9560                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9561                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9562                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9563 {
9564         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9565         struct extent_map *em;
9566         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9567         struct btrfs_key ins;
9568         u64 cur_offset = start;
9569         u64 clear_offset = start;
9570         u64 i_size;
9571         u64 cur_bytes;
9572         u64 last_alloc = (u64)-1;
9573         int ret = 0;
9574         bool own_trans = true;
9575         u64 end = start + num_bytes - 1;
9576
9577         if (trans)
9578                 own_trans = false;
9579         while (num_bytes > 0) {
9580                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9581                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9582                 /*
9583                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9584                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9585                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9586                  * sized chunks.
9587                  */
9588                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9589                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9590                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9591                 if (ret)
9592                         break;
9593
9594                 /*
9595                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9596                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9597                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9598                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9599                  * clear_offset by our extent size.
9600                  */
9601                 clear_offset += ins.offset;
9602
9603                 last_alloc = ins.offset;
9604                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9605                                                     &ins, cur_offset);
9606                 /*
9607                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9608                  * decrement the number of reservations in the block group.
9609                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9610                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9611                  */
9612                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9613                 if (IS_ERR(trans)) {
9614                         ret = PTR_ERR(trans);
9615                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9616                                                    ins.offset, 0);
9617                         break;
9618                 }
9619
9620                 em = alloc_extent_map();
9621                 if (!em) {
9622                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9623                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9624                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9625                         goto next;
9626                 }
9627
9628                 em->start = cur_offset;
9629                 em->orig_start = cur_offset;
9630                 em->len = ins.offset;
9631                 em->block_start = ins.objectid;
9632                 em->block_len = ins.offset;
9633                 em->orig_block_len = ins.offset;
9634                 em->ram_bytes = ins.offset;
9635                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9636                 em->generation = trans->transid;
9637
9638                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9639                 free_extent_map(em);
9640 next:
9641                 num_bytes -= ins.offset;
9642                 cur_offset += ins.offset;
9643                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9644
9645                 inode_inc_iversion(inode);
9646                 inode->i_ctime = current_time(inode);
9647                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9648                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9649                     (actual_len > inode->i_size) &&
9650                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9651                         if (cur_offset > actual_len)
9652                                 i_size = actual_len;
9653                         else
9654                                 i_size = cur_offset;
9655                         i_size_write(inode, i_size);
9656                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9657                 }
9658
9659                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
9660
9661                 if (ret) {
9662                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9663                         if (own_trans)
9664                                 btrfs_end_transaction(trans);
9665                         break;
9666                 }
9667
9668                 if (own_trans) {
9669                         btrfs_end_transaction(trans);
9670                         trans = NULL;
9671                 }
9672         }
9673         if (clear_offset < end)
9674                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9675                         end - clear_offset + 1);
9676         return ret;
9677 }
9678
9679 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9680                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9681                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9682 {
9683         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9684                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9685                                            NULL);
9686 }
9687
9688 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9689                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9690                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9691                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9692 {
9693         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9694                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9695 }
9696
9697 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9698                             struct inode *inode, int mask)
9699 {
9700         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9701         umode_t mode = inode->i_mode;
9702
9703         if (mask & MAY_WRITE &&
9704             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9705                 if (btrfs_root_readonly(root))
9706                         return -EROFS;
9707                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9708                         return -EACCES;
9709         }
9710         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9711 }
9712
9713 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9714                          struct file *file, umode_t mode)
9715 {
9716         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9717         struct btrfs_trans_handle *trans;
9718         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9719         struct inode *inode;
9720         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9721                 .dir = dir,
9722                 .dentry = file->f_path.dentry,
9723                 .orphan = true,
9724         };
9725         unsigned int trans_num_items;
9726         int ret;
9727
9728         inode = new_inode(dir->i_sb);
9729         if (!inode)
9730                 return -ENOMEM;
9731         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9732         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9733         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9734         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9735
9736         new_inode_args.inode = inode;
9737         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9738         if (ret)
9739                 goto out_inode;
9740
9741         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9742         if (IS_ERR(trans)) {
9743                 ret = PTR_ERR(trans);
9744                 goto out_new_inode_args;
9745         }
9746
9747         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9748
9749         /*
9750          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9751          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9752          * 0, through:
9753          *
9754          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9755          */
9756         set_nlink(inode, 1);
9757
9758         if (!ret) {
9759                 d_tmpfile(file, inode);
9760                 unlock_new_inode(inode);
9761                 mark_inode_dirty(inode);
9762         }
9763
9764         btrfs_end_transaction(trans);
9765         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9766 out_new_inode_args:
9767         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9768 out_inode:
9769         if (ret)
9770                 iput(inode);
9771         return finish_open_simple(file, ret);
9772 }
9773
9774 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9775 {
9776         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9777         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9778         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9779         struct page *page;
9780         u32 len;
9781
9782         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9783         len = end + 1 - start;
9784         while (index <= end_index) {
9785                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9786                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9787
9788                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
9789                 put_page(page);
9790                 index++;
9791         }
9792 }
9793
9794 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9795                                              int compress_type)
9796 {
9797         switch (compress_type) {
9798         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9799                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9800         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9801                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9802         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9803                 /*
9804                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9805                  * sector size that we support.
9806                  */
9807                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9808                         return -EINVAL;
9809                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9810                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9811         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9812                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9813         default:
9814                 return -EUCLEAN;
9815         }
9816 }
9817
9818 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9819                                 struct kiocb *iocb,
9820                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9821                                 u64 lockend,
9822                                 struct extent_state **cached_state,
9823                                 u64 extent_start, size_t count,
9824                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9825                                 bool *unlocked)
9826 {
9827         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9828         struct btrfs_root *root = inode->root;
9829         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9830         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9831         struct btrfs_path *path;
9832         struct extent_buffer *leaf;
9833         struct btrfs_file_extent_item *item;
9834         u64 ram_bytes;
9835         unsigned long ptr;
9836         void *tmp;
9837         ssize_t ret;
9838
9839         path = btrfs_alloc_path();
9840         if (!path) {
9841                 ret = -ENOMEM;
9842                 goto out;
9843         }
9844         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9845                                        extent_start, 0);
9846         if (ret) {
9847                 if (ret > 0) {
9848                         /* The extent item disappeared? */
9849                         ret = -EIO;
9850                 }
9851                 goto out;
9852         }
9853         leaf = path->nodes[0];
9854         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9855
9856         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9857         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9858
9859         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9860                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9861         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9862                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9863         if (ret < 0)
9864                 goto out;
9865         encoded->compression = ret;
9866         if (encoded->compression) {
9867                 size_t inline_size;
9868
9869                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9870                                                                 path->slots[0]);
9871                 if (inline_size > count) {
9872                         ret = -ENOBUFS;
9873                         goto out;
9874                 }
9875                 count = inline_size;
9876                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9877                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9878         } else {
9879                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9880                 encoded->len = count;
9881                 encoded->unencoded_len = count;
9882                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9883         }
9884
9885         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9886         if (!tmp) {
9887                 ret = -ENOMEM;
9888                 goto out;
9889         }
9890         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9891         btrfs_release_path(path);
9892         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9893         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9894         *unlocked = true;
9895
9896         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9897         if (ret != count)
9898                 ret = -EFAULT;
9899         kfree(tmp);
9900 out:
9901         btrfs_free_path(path);
9902         return ret;
9903 }
9904
9905 struct btrfs_encoded_read_private {
9906         struct btrfs_inode *inode;
9907         u64 file_offset;
9908         wait_queue_head_t wait;
9909         atomic_t pending;
9910         blk_status_t status;
9911 };
9912
9913 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9914 {
9915         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9916
9917         if (bbio->bio.bi_status) {
9918                 /*
9919                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9920                  * pairs with the memory barrier implied by the
9921                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9922                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9923                  * write is observed before the load of status in
9924                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9925                  */
9926                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9927         }
9928         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9929                 wake_up(&priv->wait);
9930         bio_put(&bbio->bio);
9931 }
9932
9933 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9934                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9935                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9936 {
9937         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9938                 .inode = inode,
9939                 .file_offset = file_offset,
9940                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9941         };
9942         unsigned long i = 0;
9943         u64 cur = 0;
9944
9945         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9946         /* Submit bios for the extent, splitting due to bio limits as necessary. */
9947         while (cur < disk_io_size) {
9948                 struct bio *bio = NULL;
9949                 u64 remaining = disk_io_size - cur;
9950
9951                 while (bio || remaining) {
9952                         size_t bytes = min_t(u64, remaining, PAGE_SIZE);
9953
9954                         if (!bio) {
9955                                 bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ,
9956                                                       inode,
9957                                                       btrfs_encoded_read_endio,
9958                                                       &priv);
9959                                 bio->bi_iter.bi_sector =
9960                                         (disk_bytenr + cur) >> SECTOR_SHIFT;
9961                         }
9962
9963                         if (!bytes ||
9964                             bio_add_page(bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9965                                 atomic_inc(&priv.pending);
9966                                 btrfs_submit_bio(bio, 0);
9967                                 bio = NULL;
9968                                 continue;
9969                         }
9970
9971                         i++;
9972                         cur += bytes;
9973                         remaining -= bytes;
9974                 }
9975         }
9976
9977         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9978                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9979         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9980         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9981 }
9982
9983 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9984                                           struct iov_iter *iter,
9985                                           u64 start, u64 lockend,
9986                                           struct extent_state **cached_state,
9987                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9988                                           size_t count, bool compressed,
9989                                           bool *unlocked)
9990 {
9991         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9992         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9993         struct page **pages;
9994         unsigned long nr_pages, i;
9995         u64 cur;
9996         size_t page_offset;
9997         ssize_t ret;
9998
9999         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10000         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10001         if (!pages)
10002                 return -ENOMEM;
10003         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10004         if (ret) {
10005                 ret = -ENOMEM;
10006                 goto out;
10007                 }
10008
10009         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10010                                                     disk_io_size, pages);
10011         if (ret)
10012                 goto out;
10013
10014         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10015         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10016         *unlocked = true;
10017
10018         if (compressed) {
10019                 i = 0;
10020                 page_offset = 0;
10021         } else {
10022                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10023                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10024         }
10025         cur = 0;
10026         while (cur < count) {
10027                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10028                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10029
10030                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10031                                       iter) != bytes) {
10032                         ret = -EFAULT;
10033                         goto out;
10034                 }
10035                 i++;
10036                 cur += bytes;
10037                 page_offset = 0;
10038         }
10039         ret = count;
10040 out:
10041         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10042                 if (pages[i])
10043                         __free_page(pages[i]);
10044         }
10045         kfree(pages);
10046         return ret;
10047 }
10048
10049 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10050                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10051 {
10052         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10053         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10054         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10055         ssize_t ret;
10056         size_t count = iov_iter_count(iter);
10057         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10058         struct extent_state *cached_state = NULL;
10059         struct extent_map *em;
10060         bool unlocked = false;
10061
10062         file_accessed(iocb->ki_filp);
10063
10064         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10065
10066         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10067                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10068                 return 0;
10069         }
10070         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10071         /*
10072          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10073          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10074          */
10075         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10076
10077         for (;;) {
10078                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10079
10080                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10081                                                lockend - start + 1);
10082                 if (ret)
10083                         goto out_unlock_inode;
10084                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10085                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10086                                                      lockend - start + 1);
10087                 if (!ordered)
10088                         break;
10089                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10090                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10091                 cond_resched();
10092         }
10093
10094         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10095         if (IS_ERR(em)) {
10096                 ret = PTR_ERR(em);
10097                 goto out_unlock_extent;
10098         }
10099
10100         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10101                 u64 extent_start = em->start;
10102
10103                 /*
10104                  * For inline extents we get everything we need out of the
10105                  * extent item.
10106                  */
10107                 free_extent_map(em);
10108                 em = NULL;
10109                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10110                                                 &cached_state, extent_start,
10111                                                 count, encoded, &unlocked);
10112                 goto out;
10113         }
10114
10115         /*
10116          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10117          * that.
10118          */
10119         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10120                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10121         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10122             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10123                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10124                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10125                 encoded->len = count;
10126                 encoded->unencoded_len = count;
10127         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10128                 disk_bytenr = em->block_start;
10129                 /*
10130                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10131                  * compressed extent.
10132                  */
10133                 if (em->block_len > count) {
10134                         ret = -ENOBUFS;
10135                         goto out_em;
10136                 }
10137                 disk_io_size = em->block_len;
10138                 count = em->block_len;
10139                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10140                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10141                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10142                                                              em->compress_type);
10143                 if (ret < 0)
10144                         goto out_em;
10145                 encoded->compression = ret;
10146         } else {
10147                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10148                 if (encoded->len > count)
10149                         encoded->len = count;
10150                 /*
10151                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10152                  * allocations that we'll do.
10153                  */
10154                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10155                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10156                 encoded->len = count;
10157                 encoded->unencoded_len = count;
10158                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10159         }
10160         free_extent_map(em);
10161         em = NULL;
10162
10163         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10164                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10165                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10166                 unlocked = true;
10167                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10168                 if (ret != count)
10169                         ret = -EFAULT;
10170         } else {
10171                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10172                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10173                                                  disk_io_size, count,
10174                                                  encoded->compression,
10175                                                  &unlocked);
10176         }
10177
10178 out:
10179         if (ret >= 0)
10180                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10181 out_em:
10182         free_extent_map(em);
10183 out_unlock_extent:
10184         if (!unlocked)
10185                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10186 out_unlock_inode:
10187         if (!unlocked)
10188                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10189         return ret;
10190 }
10191
10192 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10193                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10194 {
10195         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10196         struct btrfs_root *root = inode->root;
10197         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10198         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10199         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10200         struct extent_state *cached_state = NULL;
10201         int compression;
10202         size_t orig_count;
10203         u64 start, end;
10204         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10205         unsigned long nr_pages, i;
10206         struct page **pages;
10207         struct btrfs_key ins;
10208         bool extent_reserved = false;
10209         struct extent_map *em;
10210         ssize_t ret;
10211
10212         switch (encoded->compression) {
10213         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10214                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10215                 break;
10216         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10217                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10218                 break;
10219         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10220         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10221         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10222         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10223         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10224                 /* The sector size must match for LZO. */
10225                 if (encoded->compression -
10226                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10227                     fs_info->sectorsize_bits)
10228                         return -EINVAL;
10229                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10230                 break;
10231         default:
10232                 return -EINVAL;
10233         }
10234         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10235                 return -EINVAL;
10236
10237         orig_count = iov_iter_count(from);
10238
10239         /* The extent size must be sane. */
10240         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10241             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10242                 return -EINVAL;
10243
10244         /*
10245          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10246          *
10247          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10248          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10249          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10250          * extents.
10251          *
10252          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10253          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10254          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10255          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10256          */
10257         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10258                 return -EINVAL;
10259
10260         /* The extent must start on a sector boundary. */
10261         start = iocb->ki_pos;
10262         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10263                 return -EINVAL;
10264
10265         /*
10266          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10267          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10268          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10269          */
10270         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10271             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10272                 return -EINVAL;
10273
10274         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10275         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10276                 return -EINVAL;
10277
10278         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10279         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10280         end = start + num_bytes - 1;
10281
10282         /*
10283          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10284          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10285          * isn't.
10286          */
10287         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10288         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10289         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10290         if (!pages)
10291                 return -ENOMEM;
10292         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10293                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10294                 char *kaddr;
10295
10296                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10297                 if (!pages[i]) {
10298                         ret = -ENOMEM;
10299                         goto out_pages;
10300                 }
10301                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10302                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10303                         kunmap_local(kaddr);
10304                         ret = -EFAULT;
10305                         goto out_pages;
10306                 }
10307                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10308                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10309                 kunmap_local(kaddr);
10310         }
10311
10312         for (;;) {
10313                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10314
10315                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10316                 if (ret)
10317                         goto out_pages;
10318                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10319                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10320                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10321                 if (ret)
10322                         goto out_pages;
10323                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10324                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10325                 if (!ordered &&
10326                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10327                         break;
10328                 if (ordered)
10329                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10330                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10331                 cond_resched();
10332         }
10333
10334         /*
10335          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10336          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10337          */
10338         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10339         if (ret)
10340                 goto out_unlock;
10341         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10342         if (ret)
10343                 goto out_free_data_space;
10344         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10345                                               false);
10346         if (ret)
10347                 goto out_qgroup_free_data;
10348
10349         /* Try an inline extent first. */
10350         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10351             encoded->unencoded_offset == 0) {
10352                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10353                                             compression, pages, true);
10354                 if (ret <= 0) {
10355                         if (ret == 0)
10356                                 ret = orig_count;
10357                         goto out_delalloc_release;
10358                 }
10359         }
10360
10361         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10362                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10363         if (ret)
10364                 goto out_delalloc_release;
10365         extent_reserved = true;
10366
10367         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10368                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10369                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10370                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10371         if (IS_ERR(em)) {
10372                 ret = PTR_ERR(em);
10373                 goto out_free_reserved;
10374         }
10375         free_extent_map(em);
10376
10377         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10378                                        ins.objectid, ins.offset,
10379                                        encoded->unencoded_offset,
10380                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10381                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10382                                        compression);
10383         if (ret) {
10384                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10385                 goto out_free_reserved;
10386         }
10387         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10388
10389         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10390                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10391
10392         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10393
10394         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10395
10396         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10397                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, NULL,
10398                                           false)) {
10399                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, pages[0], start, end, 0);
10400                 ret = -EIO;
10401                 goto out_pages;
10402         }
10403         ret = orig_count;
10404         goto out;
10405
10406 out_free_reserved:
10407         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10408         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10409 out_delalloc_release:
10410         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10411         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10412 out_qgroup_free_data:
10413         if (ret < 0)
10414                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10415 out_free_data_space:
10416         /*
10417          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10418          * bytes_may_use.
10419          */
10420         if (!extent_reserved)
10421                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10422 out_unlock:
10423         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10424 out_pages:
10425         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10426                 if (pages[i])
10427                         __free_page(pages[i]);
10428         }
10429         kvfree(pages);
10430 out:
10431         if (ret >= 0)
10432                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10433         return ret;
10434 }
10435
10436 #ifdef CONFIG_SWAP
10437 /*
10438  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10439  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10440  * negative errno on failure.
10441  */
10442 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10443                                   bool is_block_group)
10444 {
10445         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10446         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10447         struct rb_node **p;
10448         struct rb_node *parent = NULL;
10449
10450         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10451         if (!sp)
10452                 return -ENOMEM;
10453         sp->ptr = ptr;
10454         sp->inode = inode;
10455         sp->is_block_group = is_block_group;
10456         sp->bg_extent_count = 1;
10457
10458         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10459         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10460         while (*p) {
10461                 parent = *p;
10462                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10463                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10464                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10465                         p = &(*p)->rb_left;
10466                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10467                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10468                         p = &(*p)->rb_right;
10469                 } else {
10470                         if (is_block_group)
10471                                 entry->bg_extent_count++;
10472                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10473                         kfree(sp);
10474                         return 1;
10475                 }
10476         }
10477         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10478         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10479         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10480         return 0;
10481 }
10482
10483 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10484 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10485 {
10486         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10487         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10488         struct rb_node *node, *next;
10489
10490         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10491         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10492         while (node) {
10493                 next = rb_next(node);
10494                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10495                 if (sp->inode == inode) {
10496                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10497                         if (sp->is_block_group) {
10498                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10499                                                            sp->bg_extent_count);
10500                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10501                         }
10502                         kfree(sp);
10503                 }
10504                 node = next;
10505         }
10506         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10507 }
10508
10509 struct btrfs_swap_info {
10510         u64 start;
10511         u64 block_start;
10512         u64 block_len;
10513         u64 lowest_ppage;
10514         u64 highest_ppage;
10515         unsigned long nr_pages;
10516         int nr_extents;
10517 };
10518
10519 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10520                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10521 {
10522         unsigned long nr_pages;
10523         unsigned long max_pages;
10524         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10525         int ret;
10526
10527         /*
10528          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10529          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10530          * the max size set in the swap header.
10531          */
10532         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10533                 return 0;
10534
10535         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10536         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10537         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10538
10539         if (first_ppage >= next_ppage)
10540                 return 0;
10541         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10542         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10543
10544         first_ppage_reported = first_ppage;
10545         if (bsi->start == 0)
10546                 first_ppage_reported++;
10547         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10548                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10549         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10550                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10551
10552         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10553         if (ret < 0)
10554                 return ret;
10555         bsi->nr_extents += ret;
10556         bsi->nr_pages += nr_pages;
10557         return 0;
10558 }
10559
10560 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10561 {
10562         struct inode *inode = file_inode(file);
10563
10564         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10565         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10566 }
10567
10568 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10569                                sector_t *span)
10570 {
10571         struct inode *inode = file_inode(file);
10572         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10573         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10574         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10575         struct extent_state *cached_state = NULL;
10576         struct extent_map *em = NULL;
10577         struct btrfs_device *device = NULL;
10578         struct btrfs_swap_info bsi = {
10579                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10580         };
10581         int ret = 0;
10582         u64 isize;
10583         u64 start;
10584
10585         /*
10586          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10587          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10588          * we don't really care.
10589          */
10590         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10591         if (ret)
10592                 return ret;
10593
10594         /*
10595          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10596          */
10597         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10598                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10599                 return -EINVAL;
10600         }
10601         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10602                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10603                 return -EINVAL;
10604         }
10605         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10606                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10607                 return -EINVAL;
10608         }
10609
10610         /*
10611          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10612          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10613          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10614          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10615          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10616          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10617          * really worth the trouble to allow it.
10618          */
10619         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10620                 btrfs_warn(fs_info,
10621            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10622                 return -EBUSY;
10623         }
10624
10625         /*
10626          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10627          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10628          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10629          * completes before the first write into the swap file after it is
10630          * activated, than that write would fallback to COW.
10631          */
10632         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10633                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10634                 btrfs_warn(fs_info,
10635            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10636                 return -EINVAL;
10637         }
10638         /*
10639          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10640          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10641          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10642          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10643          *
10644          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10645          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10646          * activating the swapfile.
10647          */
10648         spin_lock(&root->root_item_lock);
10649         if (btrfs_root_dead(root)) {
10650                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10651
10652                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10653                 btrfs_warn(fs_info,
10654                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10655                         root->root_key.objectid);
10656                 return -EPERM;
10657         }
10658         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10659         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10660
10661         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10662
10663         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10664         start = 0;
10665         while (start < isize) {
10666                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10667                 struct btrfs_block_group *bg;
10668                 u64 len = isize - start;
10669
10670                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10671                 if (IS_ERR(em)) {
10672                         ret = PTR_ERR(em);
10673                         goto out;
10674                 }
10675
10676                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10677                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10678                         ret = -EINVAL;
10679                         goto out;
10680                 }
10681                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10682                         /*
10683                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10684                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10685                          * big enough to store more than the swap header, but in
10686                          * case something changes in the future, let's catch it
10687                          * here rather than later.
10688                          */
10689                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10690                         ret = -EINVAL;
10691                         goto out;
10692                 }
10693                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10694                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10695                         ret = -EINVAL;
10696                         goto out;
10697                 }
10698
10699                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10700                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10701                 free_extent_map(em);
10702                 em = NULL;
10703
10704                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10705                 if (ret < 0) {
10706                         goto out;
10707                 } else if (ret) {
10708                         ret = 0;
10709                 } else {
10710                         btrfs_warn(fs_info,
10711                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10712                         ret = -EINVAL;
10713                         goto out;
10714                 }
10715
10716                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10717                 if (IS_ERR(em)) {
10718                         ret = PTR_ERR(em);
10719                         goto out;
10720                 }
10721
10722                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10723                         btrfs_warn(fs_info,
10724                                    "swapfile must have single data profile");
10725                         ret = -EINVAL;
10726                         goto out;
10727                 }
10728
10729                 if (device == NULL) {
10730                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10731                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10732                         if (ret == 1)
10733                                 ret = 0;
10734                         else if (ret)
10735                                 goto out;
10736                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10737                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10738                         ret = -EINVAL;
10739                         goto out;
10740                 }
10741
10742                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10743                                         (logical_block_start - em->start));
10744                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10745                 free_extent_map(em);
10746                 em = NULL;
10747
10748                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10749                 if (!bg) {
10750                         btrfs_warn(fs_info,
10751                            "could not find block group containing swapfile");
10752                         ret = -EINVAL;
10753                         goto out;
10754                 }
10755
10756                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10757                         btrfs_warn(fs_info,
10758                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10759                            bg->start,
10760                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10761                                        " (scrub running)" : "");
10762                         btrfs_put_block_group(bg);
10763                         ret = -EINVAL;
10764                         goto out;
10765                 }
10766
10767                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10768                 if (ret) {
10769                         btrfs_put_block_group(bg);
10770                         if (ret == 1)
10771                                 ret = 0;
10772                         else
10773                                 goto out;
10774                 }
10775
10776                 if (bsi.block_len &&
10777                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10778                         bsi.block_len += len;
10779                 } else {
10780                         if (bsi.block_len) {
10781                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10782                                 if (ret)
10783                                         goto out;
10784                         }
10785                         bsi.start = start;
10786                         bsi.block_start = physical_block_start;
10787                         bsi.block_len = len;
10788                 }
10789
10790                 start += len;
10791         }
10792
10793         if (bsi.block_len)
10794                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10795
10796 out:
10797         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10798                 free_extent_map(em);
10799
10800         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10801
10802         if (ret)
10803                 btrfs_swap_deactivate(file);
10804
10805         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10806
10807         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10808
10809         if (ret)
10810                 return ret;
10811
10812         if (device)
10813                 sis->bdev = device->bdev;
10814         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10815         sis->max = bsi.nr_pages;
10816         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10817         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10818         return bsi.nr_extents;
10819 }
10820 #else
10821 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10822 {
10823 }
10824
10825 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10826                                sector_t *span)
10827 {
10828         return -EOPNOTSUPP;
10829 }
10830 #endif
10831
10832 /*
10833  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10834  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10835  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10836  * always get a correct value.
10837  */
10838 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10839                               const u64 add_bytes,
10840                               const u64 del_bytes)
10841 {
10842         if (add_bytes == del_bytes)
10843                 return;
10844
10845         spin_lock(&inode->lock);
10846         if (del_bytes > 0)
10847                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10848         if (add_bytes > 0)
10849                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10850         spin_unlock(&inode->lock);
10851 }
10852
10853 /*
10854  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10855  *
10856  * @inode:   The target inode.
10857  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10858  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10859  *           sector size aligned.
10860  *
10861  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10862  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10863  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10864  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10865  * the inode's io_tree.
10866  */
10867 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10868 {
10869         struct btrfs_root *root = inode->root;
10870         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10871
10872         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10873                 return;
10874
10875         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10876         if (ordered) {
10877                 btrfs_err(root->fs_info,
10878 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10879                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10880                           ordered->file_offset,
10881                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10882                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10883         }
10884
10885         ASSERT(ordered == NULL);
10886 }
10887
10888 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10889         .getattr        = btrfs_getattr,
10890         .lookup         = btrfs_lookup,
10891         .create         = btrfs_create,
10892         .unlink         = btrfs_unlink,
10893         .link           = btrfs_link,
10894         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10895         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10896         .rename         = btrfs_rename2,
10897         .symlink        = btrfs_symlink,
10898         .setattr        = btrfs_setattr,
10899         .mknod          = btrfs_mknod,
10900         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10901         .permission     = btrfs_permission,
10902         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10903         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10904         .update_time    = btrfs_update_time,
10905         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10906         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10907         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10908 };
10909
10910 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10911         .llseek         = generic_file_llseek,
10912         .read           = generic_read_dir,
10913         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10914         .open           = btrfs_opendir,
10915         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10916 #ifdef CONFIG_COMPAT
10917         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10918 #endif
10919         .release        = btrfs_release_file,
10920         .fsync          = btrfs_sync_file,
10921 };
10922
10923 /*
10924  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10925  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10926  * these extents won't change over the life of the file and they
10927  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10928  *
10929  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10930  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10931  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10932  *
10933  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10934  */
10935 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10936         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10937         .writepages     = btrfs_writepages,
10938         .readahead      = btrfs_readahead,
10939         .direct_IO      = noop_direct_IO,
10940         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10941         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10942         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10943         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10944         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10945         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10946         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10947 };
10948
10949 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10950         .getattr        = btrfs_getattr,
10951         .setattr        = btrfs_setattr,
10952         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10953         .permission     = btrfs_permission,
10954         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10955         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10956         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10957         .update_time    = btrfs_update_time,
10958         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10959         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10960 };
10961 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10962         .getattr        = btrfs_getattr,
10963         .setattr        = btrfs_setattr,
10964         .permission     = btrfs_permission,
10965         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10966         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10967         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10968         .update_time    = btrfs_update_time,
10969 };
10970 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10971         .get_link       = page_get_link,
10972         .getattr        = btrfs_getattr,
10973         .setattr        = btrfs_setattr,
10974         .permission     = btrfs_permission,
10975         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10976         .update_time    = btrfs_update_time,
10977 };
10978
10979 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10980         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10981 };