ipoib: switch to netif_napi_add_weight()
[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 "volumes.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
59 struct btrfs_iget_args {
60         u64 ino;
61         struct btrfs_root *root;
62 };
63
64 struct btrfs_dio_data {
65         ssize_t submitted;
66         struct extent_changeset *data_reserved;
67         bool data_space_reserved;
68         bool nocow_done;
69 };
70
71 struct btrfs_dio_private {
72         struct inode *inode;
73
74         /*
75          * Since DIO can use anonymous page, we cannot use page_offset() to
76          * grab the file offset, thus need a dedicated member for file offset.
77          */
78         u64 file_offset;
79         /* Used for bio::bi_size */
80         u32 bytes;
81
82         /*
83          * References to this structure. There is one reference per in-flight
84          * bio plus one while we're still setting up.
85          */
86         refcount_t refs;
87
88         /* Array of checksums */
89         u8 *csums;
90
91         /* This must be last */
92         struct bio bio;
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 struct kmem_cache *btrfs_trans_handle_cachep;
111 struct kmem_cache *btrfs_path_cachep;
112 struct kmem_cache *btrfs_free_space_cachep;
113 struct kmem_cache *btrfs_free_space_bitmap_cachep;
114
115 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
116 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback);
117 static int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent);
118 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
119                                    struct page *locked_page,
120                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
121                                    unsigned long *nr_written, int unlock);
122 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
123                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
124                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
125                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
126                                        int type);
127
128 static void __endio_write_update_ordered(struct btrfs_inode *inode,
129                                          const u64 offset, const u64 bytes,
130                                          const bool uptodate);
131
132 /*
133  * btrfs_inode_lock - lock inode i_rwsem based on arguments passed
134  *
135  * ilock_flags can have the following bit set:
136  *
137  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
138  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
139  *                   return -EAGAIN
140  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
141  */
142 int btrfs_inode_lock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
143 {
144         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
145                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
146                         if (!inode_trylock_shared(inode))
147                                 return -EAGAIN;
148                         else
149                                 return 0;
150                 }
151                 inode_lock_shared(inode);
152         } else {
153                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
154                         if (!inode_trylock(inode))
155                                 return -EAGAIN;
156                         else
157                                 return 0;
158                 }
159                 inode_lock(inode);
160         }
161         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
162                 down_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
163         return 0;
164 }
165
166 /*
167  * btrfs_inode_unlock - unock inode i_rwsem
168  *
169  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
170  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
171  */
172 void btrfs_inode_unlock(struct inode *inode, unsigned int ilock_flags)
173 {
174         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
175                 up_write(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
176         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
177                 inode_unlock_shared(inode);
178         else
179                 inode_unlock(inode);
180 }
181
182 /*
183  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
184  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
185  *
186  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
187  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
188  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
189  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
190  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
191  */
192 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
193                                                  struct page *locked_page,
194                                                  u64 offset, u64 bytes)
195 {
196         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
197         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
198         u64 page_start = page_offset(locked_page);
199         u64 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
200
201         struct page *page;
202
203         while (index <= end_index) {
204                 /*
205                  * For locked page, we will call end_extent_writepage() on it
206                  * in run_delalloc_range() for the error handling.  That
207                  * end_extent_writepage() function will call
208                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() to clear page Ordered and
209                  * run the ordered extent accounting.
210                  *
211                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
212                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
213                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
214                  */
215                 if (index == (page_offset(locked_page) >> PAGE_SHIFT)) {
216                         index++;
217                         continue;
218                 }
219                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
220                 index++;
221                 if (!page)
222                         continue;
223
224                 /*
225                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
226                  * range, then __endio_write_update_ordered() will handle
227                  * the ordered extent accounting for the range.
228                  */
229                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
230                                                offset, bytes);
231                 put_page(page);
232         }
233
234         /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
235         if (bytes + offset <= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE)
236                 return;
237         /*
238          * In case this page belongs to the delalloc range being instantiated
239          * then skip it, since the first page of a range is going to be
240          * properly cleaned up by the caller of run_delalloc_range
241          */
242         if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
243                 bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
244                 offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
245         }
246
247         return __endio_write_update_ordered(inode, offset, bytes, false);
248 }
249
250 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode);
251
252 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
253                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
254 {
255         int err;
256
257         if (args->default_acl) {
258                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
259                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
260                 if (err)
261                         return err;
262         }
263         if (args->acl) {
264                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
265                 if (err)
266                         return err;
267         }
268         if (!args->default_acl && !args->acl)
269                 cache_no_acl(args->inode);
270         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
271                                          &args->dentry->d_name);
272 }
273
274 /*
275  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
276  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
277  * no overlapping inline items exist in the btree
278  */
279 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
280                                 struct btrfs_path *path,
281                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
282                                 size_t size, size_t compressed_size,
283                                 int compress_type,
284                                 struct page **compressed_pages,
285                                 bool update_i_size)
286 {
287         struct btrfs_root *root = inode->root;
288         struct extent_buffer *leaf;
289         struct page *page = NULL;
290         char *kaddr;
291         unsigned long ptr;
292         struct btrfs_file_extent_item *ei;
293         int ret;
294         size_t cur_size = size;
295         u64 i_size;
296
297         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
298                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
299
300         if (compressed_size && compressed_pages)
301                 cur_size = compressed_size;
302
303         if (!extent_inserted) {
304                 struct btrfs_key key;
305                 size_t datasize;
306
307                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
308                 key.offset = 0;
309                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
310
311                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
312                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
313                                               datasize);
314                 if (ret)
315                         goto fail;
316         }
317         leaf = path->nodes[0];
318         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
319                             struct btrfs_file_extent_item);
320         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
321         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
322         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
323         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
324         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
325         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
326
327         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
328                 struct page *cpage;
329                 int i = 0;
330                 while (compressed_size > 0) {
331                         cpage = compressed_pages[i];
332                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
333                                        PAGE_SIZE);
334
335                         kaddr = kmap_atomic(cpage);
336                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
337                         kunmap_atomic(kaddr);
338
339                         i++;
340                         ptr += cur_size;
341                         compressed_size -= cur_size;
342                 }
343                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
344                                                   compress_type);
345         } else {
346                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
347                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
348                 kaddr = kmap_atomic(page);
349                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
350                 kunmap_atomic(kaddr);
351                 put_page(page);
352         }
353         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
354         btrfs_release_path(path);
355
356         /*
357          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
358          * sake.
359          */
360         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
361                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
362         if (ret)
363                 goto fail;
364
365         /*
366          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
367          * without locking a page we already have locked.
368          *
369          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
370          * Otherwise we could end up racing with unlink.
371          */
372         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
373         if (update_i_size && size > i_size) {
374                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
375                 i_size = size;
376         }
377         inode->disk_i_size = i_size;
378
379 fail:
380         return ret;
381 }
382
383
384 /*
385  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
386  * does the checks required to make sure the data is small enough
387  * to fit as an inline extent.
388  */
389 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
390                                           size_t compressed_size,
391                                           int compress_type,
392                                           struct page **compressed_pages,
393                                           bool update_i_size)
394 {
395         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
396         struct btrfs_root *root = inode->root;
397         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
398         struct btrfs_trans_handle *trans;
399         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
400         int ret;
401         struct btrfs_path *path;
402
403         /*
404          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
405          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
406          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
407          * size.
408          */
409         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
410             size > fs_info->sectorsize ||
411             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
412             data_len > fs_info->max_inline)
413                 return 1;
414
415         path = btrfs_alloc_path();
416         if (!path)
417                 return -ENOMEM;
418
419         trans = btrfs_join_transaction(root);
420         if (IS_ERR(trans)) {
421                 btrfs_free_path(path);
422                 return PTR_ERR(trans);
423         }
424         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
425
426         drop_args.path = path;
427         drop_args.start = 0;
428         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
429         drop_args.drop_cache = true;
430         drop_args.replace_extent = true;
431         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
432         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
433         if (ret) {
434                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
435                 goto out;
436         }
437
438         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
439                                    size, compressed_size, compress_type,
440                                    compressed_pages, update_i_size);
441         if (ret && ret != -ENOSPC) {
442                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
443                 goto out;
444         } else if (ret == -ENOSPC) {
445                 ret = 1;
446                 goto out;
447         }
448
449         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
450         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
451         if (ret && ret != -ENOSPC) {
452                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
453                 goto out;
454         } else if (ret == -ENOSPC) {
455                 ret = 1;
456                 goto out;
457         }
458
459         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
460 out:
461         /*
462          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
463          * it won't count as data extent, free them directly here.
464          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
465          * just free one page here.
466          */
467         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
468         btrfs_free_path(path);
469         btrfs_end_transaction(trans);
470         return ret;
471 }
472
473 struct async_extent {
474         u64 start;
475         u64 ram_size;
476         u64 compressed_size;
477         struct page **pages;
478         unsigned long nr_pages;
479         int compress_type;
480         struct list_head list;
481 };
482
483 struct async_chunk {
484         struct inode *inode;
485         struct page *locked_page;
486         u64 start;
487         u64 end;
488         unsigned int write_flags;
489         struct list_head extents;
490         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
491         struct btrfs_work work;
492         struct async_cow *async_cow;
493 };
494
495 struct async_cow {
496         atomic_t num_chunks;
497         struct async_chunk chunks[];
498 };
499
500 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
501                                      u64 start, u64 ram_size,
502                                      u64 compressed_size,
503                                      struct page **pages,
504                                      unsigned long nr_pages,
505                                      int compress_type)
506 {
507         struct async_extent *async_extent;
508
509         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
510         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
511         async_extent->start = start;
512         async_extent->ram_size = ram_size;
513         async_extent->compressed_size = compressed_size;
514         async_extent->pages = pages;
515         async_extent->nr_pages = nr_pages;
516         async_extent->compress_type = compress_type;
517         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
518         return 0;
519 }
520
521 /*
522  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
523  * options, defragmentation, properties or heuristics.
524  */
525 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
526                                       u64 end)
527 {
528         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
529
530         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
531                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
532                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
533                         btrfs_ino(inode));
534                 return 0;
535         }
536         /*
537          * Special check for subpage.
538          *
539          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
540          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
541          *
542          * 0            32K             64K
543          * |    |///////|       |///////|
544          *              \- A            \- B
545          *
546          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
547          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
548          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
549          *
550          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
551          * if the range is fully page aligned.
552          *
553          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
554          * the tailing partial page will be locked until the full compression
555          * finishes, delaying the write of other range.
556          *
557          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
558          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
559          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
560          * will unlock the full page.
561          */
562         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
563                 if (!IS_ALIGNED(start, PAGE_SIZE) ||
564                     !IS_ALIGNED(end + 1, PAGE_SIZE))
565                         return 0;
566         }
567
568         /* force compress */
569         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
570                 return 1;
571         /* defrag ioctl */
572         if (inode->defrag_compress)
573                 return 1;
574         /* bad compression ratios */
575         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
576                 return 0;
577         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
578             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
579             inode->prop_compress)
580                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
581         return 0;
582 }
583
584 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
585                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
586 {
587         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
588         if (num_bytes < small_write &&
589             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
590                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
591 }
592
593 /*
594  * we create compressed extents in two phases.  The first
595  * phase compresses a range of pages that have already been
596  * locked (both pages and state bits are locked).
597  *
598  * This is done inside an ordered work queue, and the compression
599  * is spread across many cpus.  The actual IO submission is step
600  * two, and the ordered work queue takes care of making sure that
601  * happens in the same order things were put onto the queue by
602  * writepages and friends.
603  *
604  * If this code finds it can't get good compression, it puts an
605  * entry onto the work queue to write the uncompressed bytes.  This
606  * makes sure that both compressed inodes and uncompressed inodes
607  * are written in the same order that the flusher thread sent them
608  * down.
609  */
610 static noinline int compress_file_range(struct async_chunk *async_chunk)
611 {
612         struct inode *inode = async_chunk->inode;
613         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
614         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
615         u64 start = async_chunk->start;
616         u64 end = async_chunk->end;
617         u64 actual_end;
618         u64 i_size;
619         int ret = 0;
620         struct page **pages = NULL;
621         unsigned long nr_pages;
622         unsigned long total_compressed = 0;
623         unsigned long total_in = 0;
624         int i;
625         int will_compress;
626         int compress_type = fs_info->compress_type;
627         int compressed_extents = 0;
628         int redirty = 0;
629
630         inode_should_defrag(BTRFS_I(inode), start, end, end - start + 1,
631                         SZ_16K);
632
633         /*
634          * We need to save i_size before now because it could change in between
635          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
636          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
637          * later on.
638          *
639          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
640          * does that for us.
641          */
642         barrier();
643         i_size = i_size_read(inode);
644         barrier();
645         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
646 again:
647         will_compress = 0;
648         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
649         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages,
650                         BTRFS_MAX_COMPRESSED / PAGE_SIZE);
651
652         /*
653          * we don't want to send crud past the end of i_size through
654          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
655          * end of the file is before the start of our current
656          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
657          * cleanup code that can deal with all of this.
658          *
659          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
660          * very uncommon corner.
661          */
662         if (actual_end <= start)
663                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
664
665         total_compressed = actual_end - start;
666
667         /*
668          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
669          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
670          */
671         if (total_compressed <= blocksize &&
672            (start > 0 || end + 1 < BTRFS_I(inode)->disk_i_size))
673                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
674
675         /*
676          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
677          * aligned range.
678          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
679          */
680         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
681                 if (!IS_ALIGNED(start, PAGE_SIZE) ||
682                     !IS_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize), PAGE_SIZE))
683                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
684         }
685
686         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
687                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
688         total_in = 0;
689         ret = 0;
690
691         /*
692          * we do compression for mount -o compress and when the
693          * inode has not been flagged as nocompress.  This flag can
694          * change at any time if we discover bad compression ratios.
695          */
696         if (inode_need_compress(BTRFS_I(inode), start, end)) {
697                 WARN_ON(pages);
698                 pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
699                 if (!pages) {
700                         /* just bail out to the uncompressed code */
701                         nr_pages = 0;
702                         goto cont;
703                 }
704
705                 if (BTRFS_I(inode)->defrag_compress)
706                         compress_type = BTRFS_I(inode)->defrag_compress;
707                 else if (BTRFS_I(inode)->prop_compress)
708                         compress_type = BTRFS_I(inode)->prop_compress;
709
710                 /*
711                  * we need to call clear_page_dirty_for_io on each
712                  * page in the range.  Otherwise applications with the file
713                  * mmap'd can wander in and change the page contents while
714                  * we are compressing them.
715                  *
716                  * If the compression fails for any reason, we set the pages
717                  * dirty again later on.
718                  *
719                  * Note that the remaining part is redirtied, the start pointer
720                  * has moved, the end is the original one.
721                  */
722                 if (!redirty) {
723                         extent_range_clear_dirty_for_io(inode, start, end);
724                         redirty = 1;
725                 }
726
727                 /* Compression level is applied here and only here */
728                 ret = btrfs_compress_pages(
729                         compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
730                                            inode->i_mapping, start,
731                                            pages,
732                                            &nr_pages,
733                                            &total_in,
734                                            &total_compressed);
735
736                 if (!ret) {
737                         unsigned long offset = offset_in_page(total_compressed);
738                         struct page *page = pages[nr_pages - 1];
739
740                         /* zero the tail end of the last page, we might be
741                          * sending it down to disk
742                          */
743                         if (offset)
744                                 memzero_page(page, offset, PAGE_SIZE - offset);
745                         will_compress = 1;
746                 }
747         }
748 cont:
749         /*
750          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
751          * extent for subpage case.
752          */
753         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
754                 /* lets try to make an inline extent */
755                 if (ret || total_in < actual_end) {
756                         /* we didn't compress the entire range, try
757                          * to make an uncompressed inline extent.
758                          */
759                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
760                                                     0, BTRFS_COMPRESS_NONE,
761                                                     NULL, false);
762                 } else {
763                         /* try making a compressed inline extent */
764                         ret = cow_file_range_inline(BTRFS_I(inode), actual_end,
765                                                     total_compressed,
766                                                     compress_type, pages,
767                                                     false);
768                 }
769                 if (ret <= 0) {
770                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
771                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
772                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
773                         unsigned long page_error_op;
774
775                         page_error_op = ret < 0 ? PAGE_SET_ERROR : 0;
776
777                         /*
778                          * inline extent creation worked or returned error,
779                          * we don't need to create any more async work items.
780                          * Unlock and free up our temp pages.
781                          *
782                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
783                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
784                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
785                          * range.
786                          */
787                         extent_clear_unlock_delalloc(BTRFS_I(inode), start, end,
788                                                      NULL,
789                                                      clear_flags,
790                                                      PAGE_UNLOCK |
791                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
792                                                      page_error_op |
793                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
794
795                         /*
796                          * Ensure we only free the compressed pages if we have
797                          * them allocated, as we can still reach here with
798                          * inode_need_compress() == false.
799                          */
800                         if (pages) {
801                                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
802                                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
803                                         put_page(pages[i]);
804                                 }
805                                 kfree(pages);
806                         }
807                         return 0;
808                 }
809         }
810
811         if (will_compress) {
812                 /*
813                  * we aren't doing an inline extent round the compressed size
814                  * up to a block size boundary so the allocator does sane
815                  * things
816                  */
817                 total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
818
819                 /*
820                  * one last check to make sure the compression is really a
821                  * win, compare the page count read with the blocks on disk,
822                  * compression must free at least one sector size
823                  */
824                 total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
825                 if (total_compressed + blocksize <= total_in) {
826                         compressed_extents++;
827
828                         /*
829                          * The async work queues will take care of doing actual
830                          * allocation on disk for these compressed pages, and
831                          * will submit them to the elevator.
832                          */
833                         add_async_extent(async_chunk, start, total_in,
834                                         total_compressed, pages, nr_pages,
835                                         compress_type);
836
837                         if (start + total_in < end) {
838                                 start += total_in;
839                                 pages = NULL;
840                                 cond_resched();
841                                 goto again;
842                         }
843                         return compressed_extents;
844                 }
845         }
846         if (pages) {
847                 /*
848                  * the compression code ran but failed to make things smaller,
849                  * free any pages it allocated and our page pointer array
850                  */
851                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
852                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
853                         put_page(pages[i]);
854                 }
855                 kfree(pages);
856                 pages = NULL;
857                 total_compressed = 0;
858                 nr_pages = 0;
859
860                 /* flag the file so we don't compress in the future */
861                 if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) &&
862                     !(BTRFS_I(inode)->prop_compress)) {
863                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
864                 }
865         }
866 cleanup_and_bail_uncompressed:
867         /*
868          * No compression, but we still need to write the pages in the file
869          * we've been given so far.  redirty the locked page if it corresponds
870          * to our extent and set things up for the async work queue to run
871          * cow_file_range to do the normal delalloc dance.
872          */
873         if (async_chunk->locked_page &&
874             (page_offset(async_chunk->locked_page) >= start &&
875              page_offset(async_chunk->locked_page)) <= end) {
876                 __set_page_dirty_nobuffers(async_chunk->locked_page);
877                 /* unlocked later on in the async handlers */
878         }
879
880         if (redirty)
881                 extent_range_redirty_for_io(inode, start, end);
882         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
883                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
884         compressed_extents++;
885
886         return compressed_extents;
887 }
888
889 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
890 {
891         int i;
892
893         if (!async_extent->pages)
894                 return;
895
896         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
897                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
898                 put_page(async_extent->pages[i]);
899         }
900         kfree(async_extent->pages);
901         async_extent->nr_pages = 0;
902         async_extent->pages = NULL;
903 }
904
905 static int submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
906                                      struct async_extent *async_extent,
907                                      struct page *locked_page)
908 {
909         u64 start = async_extent->start;
910         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
911         unsigned long nr_written = 0;
912         int page_started = 0;
913         int ret;
914
915         /*
916          * Call cow_file_range() to run the delalloc range directly, since we
917          * won't go to NOCOW or async path again.
918          *
919          * Also we call cow_file_range() with @unlock_page == 0, so that we
920          * can directly submit them without interruption.
921          */
922         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &page_started,
923                              &nr_written, 0);
924         /* Inline extent inserted, page gets unlocked and everything is done */
925         if (page_started) {
926                 ret = 0;
927                 goto out;
928         }
929         if (ret < 0) {
930                 if (locked_page)
931                         unlock_page(locked_page);
932                 goto out;
933         }
934
935         ret = extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
936         /* All pages will be unlocked, including @locked_page */
937 out:
938         kfree(async_extent);
939         return ret;
940 }
941
942 static int submit_one_async_extent(struct btrfs_inode *inode,
943                                    struct async_chunk *async_chunk,
944                                    struct async_extent *async_extent,
945                                    u64 *alloc_hint)
946 {
947         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
948         struct btrfs_root *root = inode->root;
949         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
950         struct btrfs_key ins;
951         struct page *locked_page = NULL;
952         struct extent_map *em;
953         int ret = 0;
954         u64 start = async_extent->start;
955         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
956
957         /*
958          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
959          * handle it.
960          */
961         if (async_chunk->locked_page) {
962                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
963                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
964
965                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
966                         locked_page = async_chunk->locked_page;
967         }
968         lock_extent(io_tree, start, end);
969
970         /* We have fall back to uncompressed write */
971         if (!async_extent->pages)
972                 return submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
973
974         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
975                                    async_extent->compressed_size,
976                                    async_extent->compressed_size,
977                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
978         if (ret) {
979                 free_async_extent_pages(async_extent);
980                 /*
981                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
982                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
983                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
984                  * which requires larger size?  So here we directly go error
985                  * path.
986                  */
987                 goto out_free;
988         }
989
990         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
991         em = create_io_em(inode, start,
992                           async_extent->ram_size,       /* len */
993                           start,                        /* orig_start */
994                           ins.objectid,                 /* block_start */
995                           ins.offset,                   /* block_len */
996                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
997                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
998                           async_extent->compress_type,
999                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1000         if (IS_ERR(em)) {
1001                 ret = PTR_ERR(em);
1002                 goto out_free_reserve;
1003         }
1004         free_extent_map(em);
1005
1006         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start,            /* file_offset */
1007                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1008                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1009                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1010                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1011                                        0,                       /* offset */
1012                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1013                                        async_extent->compress_type);
1014         if (ret) {
1015                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start, end, 0);
1016                 goto out_free_reserve;
1017         }
1018         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1019
1020         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1021         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1022                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1023                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1024         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, /* file_offset */
1025                             async_extent->ram_size,     /* num_bytes */
1026                             ins.objectid,               /* disk_bytenr */
1027                             ins.offset,                 /* compressed_len */
1028                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1029                             async_extent->nr_pages,
1030                             async_chunk->write_flags,
1031                             async_chunk->blkcg_css, true)) {
1032                 const u64 start = async_extent->start;
1033                 const u64 end = start + async_extent->ram_size - 1;
1034
1035                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, NULL, start, end, 0);
1036
1037                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, NULL, 0,
1038                                              PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1039                 free_async_extent_pages(async_extent);
1040         }
1041         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1042         kfree(async_extent);
1043         return ret;
1044
1045 out_free_reserve:
1046         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1047         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1048 out_free:
1049         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1050                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1051                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1052                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1053                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1054                                      PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR);
1055         free_async_extent_pages(async_extent);
1056         kfree(async_extent);
1057         return ret;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1062  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1063  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1064  */
1065 static noinline void submit_compressed_extents(struct async_chunk *async_chunk)
1066 {
1067         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(async_chunk->inode);
1068         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1069         struct async_extent *async_extent;
1070         u64 alloc_hint = 0;
1071         int ret = 0;
1072
1073         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1074                 u64 extent_start;
1075                 u64 ram_size;
1076
1077                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1078                                           struct async_extent, list);
1079                 list_del(&async_extent->list);
1080                 extent_start = async_extent->start;
1081                 ram_size = async_extent->ram_size;
1082
1083                 ret = submit_one_async_extent(inode, async_chunk, async_extent,
1084                                               &alloc_hint);
1085                 btrfs_debug(fs_info,
1086 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1087                             inode->root->root_key.objectid,
1088                             btrfs_ino(inode), extent_start, ram_size, ret);
1089         }
1090 }
1091
1092 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1093                                       u64 num_bytes)
1094 {
1095         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1096         struct extent_map *em;
1097         u64 alloc_hint = 0;
1098
1099         read_lock(&em_tree->lock);
1100         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1101         if (em) {
1102                 /*
1103                  * if block start isn't an actual block number then find the
1104                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1105                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1106                  */
1107                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1108                         free_extent_map(em);
1109                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1110                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1111                                 alloc_hint = em->block_start;
1112                         if (em)
1113                                 free_extent_map(em);
1114                 } else {
1115                         alloc_hint = em->block_start;
1116                         free_extent_map(em);
1117                 }
1118         }
1119         read_unlock(&em_tree->lock);
1120
1121         return alloc_hint;
1122 }
1123
1124 /*
1125  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1126  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1127  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1128  * in ram to track those extents.
1129  *
1130  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1131  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1132  *
1133  * *page_started is set to one if we unlock locked_page and do everything
1134  * required to start IO on it.  It may be clean and already done with
1135  * IO when we return.
1136  */
1137 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1138                                    struct page *locked_page,
1139                                    u64 start, u64 end, int *page_started,
1140                                    unsigned long *nr_written, int unlock)
1141 {
1142         struct btrfs_root *root = inode->root;
1143         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1144         u64 alloc_hint = 0;
1145         u64 num_bytes;
1146         unsigned long ram_size;
1147         u64 cur_alloc_size = 0;
1148         u64 min_alloc_size;
1149         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1150         struct btrfs_key ins;
1151         struct extent_map *em;
1152         unsigned clear_bits;
1153         unsigned long page_ops;
1154         bool extent_reserved = false;
1155         int ret = 0;
1156
1157         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1158                 ret = -EINVAL;
1159                 goto out_unlock;
1160         }
1161
1162         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1163         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1164         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1165
1166         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1167
1168         /*
1169          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1170          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1171          * is doing more writeback than what we want.
1172          *
1173          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1174          * where we only increase i_size after everything is done.
1175          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1176          * So here we skip inline extent creation completely.
1177          */
1178         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
1179                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1180                                        end + 1);
1181
1182                 /* lets try to make an inline extent */
1183                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1184                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1185                 if (ret == 0) {
1186                         /*
1187                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1188                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1189                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1190                          * range.
1191                          */
1192                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1193                                      locked_page,
1194                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1195                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1196                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1197                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1198                         *nr_written = *nr_written +
1199                              (end - start + PAGE_SIZE) / PAGE_SIZE;
1200                         *page_started = 1;
1201                         /*
1202                          * locked_page is locked by the caller of
1203                          * writepage_delalloc(), not locked by
1204                          * __process_pages_contig().
1205                          *
1206                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1207                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1208                          *
1209                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1210                          * can't use page_started to determine if it's an
1211                          * inline extent or a compressed extent.
1212                          */
1213                         unlock_page(locked_page);
1214                         goto out;
1215                 } else if (ret < 0) {
1216                         goto out_unlock;
1217                 }
1218         }
1219
1220         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1221         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + num_bytes - 1, 0);
1222
1223         /*
1224          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1225          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1226          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1227          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1228          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1229          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1230          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1231          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1232          * items.
1233          */
1234         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1235                 min_alloc_size = num_bytes;
1236         else
1237                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1238
1239         while (num_bytes > 0) {
1240                 cur_alloc_size = num_bytes;
1241                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1242                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1243                                            &ins, 1, 1);
1244                 if (ret < 0)
1245                         goto out_unlock;
1246                 cur_alloc_size = ins.offset;
1247                 extent_reserved = true;
1248
1249                 ram_size = ins.offset;
1250                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1251                                   start, /* orig_start */
1252                                   ins.objectid, /* block_start */
1253                                   ins.offset, /* block_len */
1254                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1255                                   ram_size, /* ram_bytes */
1256                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1257                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1258                 if (IS_ERR(em)) {
1259                         ret = PTR_ERR(em);
1260                         goto out_reserve;
1261                 }
1262                 free_extent_map(em);
1263
1264                 ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, ram_size, ram_size,
1265                                                ins.objectid, cur_alloc_size, 0,
1266                                                1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1267                                                BTRFS_COMPRESS_NONE);
1268                 if (ret)
1269                         goto out_drop_extent_cache;
1270
1271                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1272                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, start,
1273                                                       cur_alloc_size);
1274                         /*
1275                          * Only drop cache here, and process as normal.
1276                          *
1277                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1278                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1279                          * extent, as its meta should be freed by
1280                          * btrfs_finish_ordered_io().
1281                          *
1282                          * So we must continue until @start is increased to
1283                          * skip current ordered extent.
1284                          */
1285                         if (ret)
1286                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start,
1287                                                 start + ram_size - 1, 0);
1288                 }
1289
1290                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1291
1292                 /*
1293                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1294                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1295                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1296                  *
1297                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1298                  * properly setup for writepage.
1299                  */
1300                 page_ops = unlock ? PAGE_UNLOCK : 0;
1301                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1302
1303                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1304                                              locked_page,
1305                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1306                                              page_ops);
1307                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1308                         num_bytes = 0;
1309                 else
1310                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1311                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1312                 start += cur_alloc_size;
1313                 extent_reserved = false;
1314
1315                 /*
1316                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1317                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1318                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1319                  */
1320                 if (ret)
1321                         goto out_unlock;
1322         }
1323 out:
1324         return ret;
1325
1326 out_drop_extent_cache:
1327         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + ram_size - 1, 0);
1328 out_reserve:
1329         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1330         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1331 out_unlock:
1332         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1333                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1334         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1335         /*
1336          * If we reserved an extent for our delalloc range (or a subrange) and
1337          * failed to create the respective ordered extent, then it means that
1338          * when we reserved the extent we decremented the extent's size from
1339          * the data space_info's bytes_may_use counter and incremented the
1340          * space_info's bytes_reserved counter by the same amount. We must make
1341          * sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try to decrement again
1342          * the data space_info's bytes_may_use counter, therefore we do not pass
1343          * it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1344          */
1345         if (extent_reserved) {
1346                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1347                                              start + cur_alloc_size - 1,
1348                                              locked_page,
1349                                              clear_bits,
1350                                              page_ops);
1351                 start += cur_alloc_size;
1352                 if (start >= end)
1353                         goto out;
1354         }
1355         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1356                                      clear_bits | EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
1357                                      page_ops);
1358         goto out;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * work queue call back to started compression on a file and pages
1363  */
1364 static noinline void async_cow_start(struct btrfs_work *work)
1365 {
1366         struct async_chunk *async_chunk;
1367         int compressed_extents;
1368
1369         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1370
1371         compressed_extents = compress_file_range(async_chunk);
1372         if (compressed_extents == 0) {
1373                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1374                 async_chunk->inode = NULL;
1375         }
1376 }
1377
1378 /*
1379  * work queue call back to submit previously compressed pages
1380  */
1381 static noinline void async_cow_submit(struct btrfs_work *work)
1382 {
1383         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1384                                                      work);
1385         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1386         unsigned long nr_pages;
1387
1388         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1389                 PAGE_SHIFT;
1390
1391         /*
1392          * ->inode could be NULL if async_chunk_start has failed to compress,
1393          * in which case we don't have anything to submit, yet we need to
1394          * always adjust ->async_delalloc_pages as its paired with the init
1395          * happening in cow_file_range_async
1396          */
1397         if (async_chunk->inode)
1398                 submit_compressed_extents(async_chunk);
1399
1400         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1401         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1402             5 * SZ_1M)
1403                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1404 }
1405
1406 static noinline void async_cow_free(struct btrfs_work *work)
1407 {
1408         struct async_chunk *async_chunk;
1409         struct async_cow *async_cow;
1410
1411         async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1412         if (async_chunk->inode)
1413                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1414         if (async_chunk->blkcg_css)
1415                 css_put(async_chunk->blkcg_css);
1416
1417         async_cow = async_chunk->async_cow;
1418         if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1419                 kvfree(async_cow);
1420 }
1421
1422 static int cow_file_range_async(struct btrfs_inode *inode,
1423                                 struct writeback_control *wbc,
1424                                 struct page *locked_page,
1425                                 u64 start, u64 end, int *page_started,
1426                                 unsigned long *nr_written)
1427 {
1428         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1429         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1430         struct async_cow *ctx;
1431         struct async_chunk *async_chunk;
1432         unsigned long nr_pages;
1433         u64 cur_end;
1434         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1435         int i;
1436         bool should_compress;
1437         unsigned nofs_flag;
1438         const unsigned int write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1439
1440         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end);
1441
1442         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS &&
1443             !btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS)) {
1444                 num_chunks = 1;
1445                 should_compress = false;
1446         } else {
1447                 should_compress = true;
1448         }
1449
1450         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1451         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1452         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1453
1454         if (!ctx) {
1455                 unsigned clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1456                         EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1457                         EXTENT_DO_ACCOUNTING;
1458                 unsigned long page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1459                                          PAGE_END_WRITEBACK | PAGE_SET_ERROR;
1460
1461                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1462                                              clear_bits, page_ops);
1463                 return -ENOMEM;
1464         }
1465
1466         async_chunk = ctx->chunks;
1467         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1468
1469         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1470                 if (should_compress)
1471                         cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1472                 else
1473                         cur_end = end;
1474
1475                 /*
1476                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1477                  * lightweight reference for the callback lifetime
1478                  */
1479                 ihold(&inode->vfs_inode);
1480                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1481                 async_chunk[i].inode = &inode->vfs_inode;
1482                 async_chunk[i].start = start;
1483                 async_chunk[i].end = cur_end;
1484                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1485                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1486
1487                 /*
1488                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1489                  * the original page we were actually given.  As we spread
1490                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1491                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1492                  *
1493                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1494                  * to unlock it.
1495                  */
1496                 if (locked_page) {
1497                         /*
1498                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1499                          * might not go through async.  We want all of them to
1500                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1501                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1502                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1503                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1504                          * against the first page.
1505                          */
1506                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1507                                                  cur_end - start);
1508                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1509                         locked_page = NULL;
1510                 } else {
1511                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1512                 }
1513
1514                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1515                         css_get(blkcg_css);
1516                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1517                 } else {
1518                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1519                 }
1520
1521                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, async_cow_start,
1522                                 async_cow_submit, async_cow_free);
1523
1524                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1525                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1526
1527                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1528
1529                 *nr_written += nr_pages;
1530                 start = cur_end + 1;
1531         }
1532         *page_started = 1;
1533         return 0;
1534 }
1535
1536 static noinline int run_delalloc_zoned(struct btrfs_inode *inode,
1537                                        struct page *locked_page, u64 start,
1538                                        u64 end, int *page_started,
1539                                        unsigned long *nr_written)
1540 {
1541         int ret;
1542
1543         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1544                              nr_written, 0);
1545         if (ret)
1546                 return ret;
1547
1548         if (*page_started)
1549                 return 0;
1550
1551         __set_page_dirty_nobuffers(locked_page);
1552         account_page_redirty(locked_page);
1553         extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, start, end);
1554         *page_started = 1;
1555
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1560                                         u64 bytenr, u64 num_bytes)
1561 {
1562         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1563         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1564         int ret;
1565         LIST_HEAD(list);
1566
1567         ret = btrfs_lookup_csums_range(csum_root, bytenr,
1568                                        bytenr + num_bytes - 1, &list, 0);
1569         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1570                 return 0;
1571
1572         while (!list_empty(&list)) {
1573                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1574                 list_del(&sums->list);
1575                 kfree(sums);
1576         }
1577         if (ret < 0)
1578                 return ret;
1579         return 1;
1580 }
1581
1582 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1583                            const u64 start, const u64 end,
1584                            int *page_started, unsigned long *nr_written)
1585 {
1586         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1587         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1588         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1589         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1590         u64 range_start = start;
1591         u64 count;
1592
1593         /*
1594          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1595          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1596          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1597          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1598          * has the NOCOW bit set).
1599          *
1600          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1601          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1602          * scrub or relocation) we need to do the following:
1603          *
1604          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1605          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1606          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1607          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1608          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1609          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1610          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1611          *
1612          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1613          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1614          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1615          *    data space info, which we incremented in the step above.
1616          *
1617          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1618          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1619          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1620          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1621          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1622          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1623          * when starting writeback.
1624          */
1625         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1626                                  EXTENT_NORESERVE, 0);
1627         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1628                 u64 bytes = count;
1629                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1630                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1631
1632                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1633                         bytes = range_bytes;
1634
1635                 spin_lock(&sinfo->lock);
1636                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1637                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1638
1639                 if (count > 0)
1640                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1641                                          0, 0, NULL);
1642         }
1643
1644         return cow_file_range(inode, locked_page, start, end, page_started,
1645                               nr_written, 1);
1646 }
1647
1648 struct can_nocow_file_extent_args {
1649         /* Input fields. */
1650
1651         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1652         u64 start;
1653         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1654         u64 end;
1655         bool writeback_path;
1656         bool strict;
1657         /*
1658          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1659          * anymore.
1660          */
1661         bool free_path;
1662
1663         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1664
1665         u64 disk_bytenr;
1666         u64 disk_num_bytes;
1667         u64 extent_offset;
1668         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1669         u64 num_bytes;
1670 };
1671
1672 /*
1673  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1674  * This function may return with the path released, so the caller should check
1675  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1676  *
1677  * Returns: < 0 on error
1678  *            0 if we can not NOCOW
1679  *            1 if we can NOCOW
1680  */
1681 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1682                                  struct btrfs_key *key,
1683                                  struct btrfs_inode *inode,
1684                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1685 {
1686         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1687         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1688         struct btrfs_root *root = inode->root;
1689         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1690         u64 extent_end;
1691         u8 extent_type;
1692         int can_nocow = 0;
1693         int ret = 0;
1694
1695         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1696         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1697
1698         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1699                 goto out;
1700
1701         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1702         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1703         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1704         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1705
1706         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1707             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1708                 goto out;
1709
1710         /*
1711          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1712          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1713          * hence we must COW.
1714          */
1715         if (!args->strict &&
1716             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1717             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1718                 goto out;
1719
1720         /* An explicit hole, must COW. */
1721         if (args->disk_bytenr == 0)
1722                 goto out;
1723
1724         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1725         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1726             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1727             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1728                 goto out;
1729
1730         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1731
1732         /*
1733          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1734          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1735          * blocking other tasks for too long.
1736          */
1737         btrfs_release_path(path);
1738
1739         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1740                                     key->offset - args->extent_offset,
1741                                     args->disk_bytenr, false, path);
1742         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1743         if (ret != 0)
1744                 goto out;
1745
1746         if (args->free_path) {
1747                 /*
1748                  * We don't need the path anymore, plus through the
1749                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1750                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1751                  * memory usage.
1752                  */
1753                 btrfs_free_path(path);
1754                 path = NULL;
1755         }
1756
1757         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1758         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1759             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1760                 goto out;
1761
1762         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1763         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1764         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1765
1766         /*
1767          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1768          * given extent are either valid or do not exist.
1769          */
1770         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes);
1771         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1772         if (ret != 0)
1773                 goto out;
1774
1775         can_nocow = 1;
1776  out:
1777         if (args->free_path && path)
1778                 btrfs_free_path(path);
1779
1780         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1781 }
1782
1783 /*
1784  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1785  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1786  *
1787  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1788  * blocks on disk
1789  */
1790 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1791                                        struct page *locked_page,
1792                                        const u64 start, const u64 end,
1793                                        int *page_started,
1794                                        unsigned long *nr_written)
1795 {
1796         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1797         struct btrfs_root *root = inode->root;
1798         struct btrfs_path *path;
1799         u64 cow_start = (u64)-1;
1800         u64 cur_offset = start;
1801         int ret;
1802         bool check_prev = true;
1803         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1804         struct btrfs_block_group *bg;
1805         bool nocow = false;
1806         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1807
1808         path = btrfs_alloc_path();
1809         if (!path) {
1810                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1811                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1812                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING |
1813                                              EXTENT_DEFRAG, PAGE_UNLOCK |
1814                                              PAGE_START_WRITEBACK |
1815                                              PAGE_END_WRITEBACK);
1816                 return -ENOMEM;
1817         }
1818
1819         nocow_args.end = end;
1820         nocow_args.writeback_path = true;
1821
1822         while (1) {
1823                 struct btrfs_key found_key;
1824                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
1825                 struct extent_buffer *leaf;
1826                 u64 extent_end;
1827                 u64 ram_bytes;
1828                 u64 nocow_end;
1829                 int extent_type;
1830
1831                 nocow = false;
1832
1833                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
1834                                                cur_offset, 0);
1835                 if (ret < 0)
1836                         goto error;
1837
1838                 /*
1839                  * If there is no extent for our range when doing the initial
1840                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
1841                  * one containing the search offset
1842                  */
1843                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
1844                         leaf = path->nodes[0];
1845                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
1846                                               path->slots[0] - 1);
1847                         if (found_key.objectid == ino &&
1848                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
1849                                 path->slots[0]--;
1850                 }
1851                 check_prev = false;
1852 next_slot:
1853                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
1854                 leaf = path->nodes[0];
1855                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
1856                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
1857                         if (ret < 0) {
1858                                 if (cow_start != (u64)-1)
1859                                         cur_offset = cow_start;
1860                                 goto error;
1861                         }
1862                         if (ret > 0)
1863                                 break;
1864                         leaf = path->nodes[0];
1865                 }
1866
1867                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
1868
1869                 /* Didn't find anything for our INO */
1870                 if (found_key.objectid > ino)
1871                         break;
1872                 /*
1873                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
1874                  * more extents for this inode
1875                  */
1876                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
1877                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
1878                         path->slots[0]++;
1879                         goto next_slot;
1880                 }
1881
1882                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
1883                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
1884                     found_key.offset > end)
1885                         break;
1886
1887                 /*
1888                  * If the found extent starts after requested offset, then
1889                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
1890                  */
1891                 if (found_key.offset > cur_offset) {
1892                         extent_end = found_key.offset;
1893                         extent_type = 0;
1894                         goto out_check;
1895                 }
1896
1897                 /*
1898                  * Found extent which begins before our range and potentially
1899                  * intersect it
1900                  */
1901                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
1902                                     struct btrfs_file_extent_item);
1903                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1904                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
1905                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
1906                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
1907                         ret = -EUCLEAN;
1908                         goto error;
1909                 }
1910                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
1911                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1912
1913                 /*
1914                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
1915                  * the next extent.
1916                  */
1917                 if (extent_end <= cur_offset) {
1918                         path->slots[0]++;
1919                         goto next_slot;
1920                 }
1921
1922                 nocow_args.start = cur_offset;
1923                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
1924                 if (ret < 0) {
1925                         if (cow_start != (u64)-1)
1926                                 cur_offset = cow_start;
1927                         goto error;
1928                 } else if (ret == 0) {
1929                         goto out_check;
1930                 }
1931
1932                 ret = 0;
1933                 bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
1934                 if (bg)
1935                         nocow = true;
1936 out_check:
1937                 /*
1938                  * If nocow is false then record the beginning of the range
1939                  * that needs to be COWed
1940                  */
1941                 if (!nocow) {
1942                         if (cow_start == (u64)-1)
1943                                 cow_start = cur_offset;
1944                         cur_offset = extent_end;
1945                         if (cur_offset > end)
1946                                 break;
1947                         if (!path->nodes[0])
1948                                 continue;
1949                         path->slots[0]++;
1950                         goto next_slot;
1951                 }
1952
1953                 /*
1954                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
1955                  * will contain the beginning of the first extent that can be
1956                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
1957                  */
1958                 if (cow_start != (u64)-1) {
1959                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
1960                                               cow_start, found_key.offset - 1,
1961                                               page_started, nr_written);
1962                         if (ret)
1963                                 goto error;
1964                         cow_start = (u64)-1;
1965                 }
1966
1967                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
1968
1969                 if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
1970                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
1971                         struct extent_map *em;
1972
1973                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
1974                                           orig_start,
1975                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
1976                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
1977                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
1978                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
1979                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
1980                         if (IS_ERR(em)) {
1981                                 ret = PTR_ERR(em);
1982                                 goto error;
1983                         }
1984                         free_extent_map(em);
1985                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode,
1986                                         cur_offset, nocow_args.num_bytes,
1987                                         nocow_args.num_bytes,
1988                                         nocow_args.disk_bytenr,
1989                                         nocow_args.num_bytes, 0,
1990                                         1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC,
1991                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1992                         if (ret) {
1993                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
1994                                                         nocow_end, 0);
1995                                 goto error;
1996                         }
1997                 } else {
1998                         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, cur_offset,
1999                                                        nocow_args.num_bytes,
2000                                                        nocow_args.num_bytes,
2001                                                        nocow_args.disk_bytenr,
2002                                                        nocow_args.num_bytes,
2003                                                        0,
2004                                                        1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW,
2005                                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
2006                         if (ret)
2007                                 goto error;
2008                 }
2009
2010                 if (nocow) {
2011                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2012                         nocow = false;
2013                 }
2014
2015                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2016                         /*
2017                          * Error handled later, as we must prevent
2018                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2019                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2020                          */
2021                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(inode, cur_offset,
2022                                                       nocow_args.num_bytes);
2023
2024                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2025                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2026                                              EXTENT_DELALLOC |
2027                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2028                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2029
2030                 cur_offset = extent_end;
2031
2032                 /*
2033                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2034                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2035                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2036                  */
2037                 if (ret)
2038                         goto error;
2039                 if (cur_offset > end)
2040                         break;
2041         }
2042         btrfs_release_path(path);
2043
2044         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2045                 cow_start = cur_offset;
2046
2047         if (cow_start != (u64)-1) {
2048                 cur_offset = end;
2049                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end,
2050                                       page_started, nr_written);
2051                 if (ret)
2052                         goto error;
2053         }
2054
2055 error:
2056         if (nocow)
2057                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
2058
2059         if (ret && cur_offset < end)
2060                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2061                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2062                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2063                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2064                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2065                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2066         btrfs_free_path(path);
2067         return ret;
2068 }
2069
2070 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2071 {
2072         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2073                 if (inode->defrag_bytes &&
2074                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2075                                    0, NULL))
2076                         return false;
2077                 return true;
2078         }
2079         return false;
2080 }
2081
2082 /*
2083  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2084  * being touched for the first time.
2085  */
2086 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2087                 u64 start, u64 end, int *page_started, unsigned long *nr_written,
2088                 struct writeback_control *wbc)
2089 {
2090         int ret;
2091         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2092
2093         /*
2094          * The range must cover part of the @locked_page, or the returned
2095          * @page_started can confuse the caller.
2096          */
2097         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2098                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2099
2100         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2101                 /*
2102                  * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but
2103                  * in case of relocation on a zoned filesystem we have taken
2104                  * precaution, that we're only writing sequentially. It's safe
2105                  * to use run_delalloc_nocow() here, like for  regular
2106                  * preallocated inodes.
2107                  */
2108                 ASSERT(!zoned || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root));
2109                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end,
2110                                          page_started, nr_written);
2111         } else if (!btrfs_inode_can_compress(inode) ||
2112                    !inode_need_compress(inode, start, end)) {
2113                 if (zoned)
2114                         ret = run_delalloc_zoned(inode, locked_page, start, end,
2115                                                  page_started, nr_written);
2116                 else
2117                         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end,
2118                                              page_started, nr_written, 1);
2119         } else {
2120                 set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
2121                 ret = cow_file_range_async(inode, wbc, locked_page, start, end,
2122                                            page_started, nr_written);
2123         }
2124         ASSERT(ret <= 0);
2125         if (ret)
2126                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2127                                               end - start + 1);
2128         return ret;
2129 }
2130
2131 void btrfs_split_delalloc_extent(struct inode *inode,
2132                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2133 {
2134         u64 size;
2135
2136         /* not delalloc, ignore it */
2137         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2138                 return;
2139
2140         size = orig->end - orig->start + 1;
2141         if (size > BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE) {
2142                 u32 num_extents;
2143                 u64 new_size;
2144
2145                 /*
2146                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2147                  * applies here, just in reverse.
2148                  */
2149                 new_size = orig->end - split + 1;
2150                 num_extents = count_max_extents(new_size);
2151                 new_size = split - orig->start;
2152                 num_extents += count_max_extents(new_size);
2153                 if (count_max_extents(size) >= num_extents)
2154                         return;
2155         }
2156
2157         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2158         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), 1);
2159         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2164  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2165  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2166  */
2167 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *new,
2168                                  struct extent_state *other)
2169 {
2170         u64 new_size, old_size;
2171         u32 num_extents;
2172
2173         /* not delalloc, ignore it */
2174         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2175                 return;
2176
2177         if (new->start > other->start)
2178                 new_size = new->end - other->start + 1;
2179         else
2180                 new_size = other->end - new->start + 1;
2181
2182         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2183         if (new_size <= BTRFS_MAX_EXTENT_SIZE) {
2184                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2185                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2186                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2187                 return;
2188         }
2189
2190         /*
2191          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2192          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2193          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2194          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2195          *
2196          * [ 4k][MAX_SIZE]
2197          *
2198          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2199          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2200          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2201          *
2202          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2203          *
2204          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2205          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2206          * this case.
2207          */
2208         old_size = other->end - other->start + 1;
2209         num_extents = count_max_extents(old_size);
2210         old_size = new->end - new->start + 1;
2211         num_extents += count_max_extents(old_size);
2212         if (count_max_extents(new_size) >= num_extents)
2213                 return;
2214
2215         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2216         btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), -1);
2217         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2218 }
2219
2220 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2221                                       struct inode *inode)
2222 {
2223         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2224
2225         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2226         if (list_empty(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes)) {
2227                 list_add_tail(&BTRFS_I(inode)->delalloc_inodes,
2228                               &root->delalloc_inodes);
2229                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2230                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
2231                 root->nr_delalloc_inodes++;
2232                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2233                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2234                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2235                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2236                                       &fs_info->delalloc_roots);
2237                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2238                 }
2239         }
2240         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2241 }
2242
2243
2244 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2245                                 struct btrfs_inode *inode)
2246 {
2247         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2248
2249         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2250                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2251                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2252                           &inode->runtime_flags);
2253                 root->nr_delalloc_inodes--;
2254                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2255                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2256                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2257                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2258                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2259                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2260                 }
2261         }
2262 }
2263
2264 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2265                                      struct btrfs_inode *inode)
2266 {
2267         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2268         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2269         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2274  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2275  */
2276 void btrfs_set_delalloc_extent(struct inode *inode, struct extent_state *state,
2277                                unsigned *bits)
2278 {
2279         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2280
2281         if ((*bits & EXTENT_DEFRAG) && !(*bits & EXTENT_DELALLOC))
2282                 WARN_ON(1);
2283         /*
2284          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2285          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2286          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2287          */
2288         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (*bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2289                 struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2290                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2291                 u32 num_extents = count_max_extents(len);
2292                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode));
2293
2294                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2295                 btrfs_mod_outstanding_extents(BTRFS_I(inode), num_extents);
2296                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2297
2298                 /* For sanity tests */
2299                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2300                         return;
2301
2302                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2303                                          fs_info->delalloc_batch);
2304                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2305                 BTRFS_I(inode)->delalloc_bytes += len;
2306                 if (*bits & EXTENT_DEFRAG)
2307                         BTRFS_I(inode)->defrag_bytes += len;
2308                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2309                                          &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
2310                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2311                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2312         }
2313
2314         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2315             (*bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2316                 spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2317                 BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes += state->end + 1 -
2318                         state->start;
2319                 spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
2320         }
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2325  * accounting happens.
2326  */
2327 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct inode *vfs_inode,
2328                                  struct extent_state *state, unsigned *bits)
2329 {
2330         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
2331         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(vfs_inode->i_sb);
2332         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2333         u32 num_extents = count_max_extents(len);
2334
2335         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (*bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2336                 spin_lock(&inode->lock);
2337                 inode->defrag_bytes -= len;
2338                 spin_unlock(&inode->lock);
2339         }
2340
2341         /*
2342          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2343          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2344          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2345          */
2346         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (*bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2347                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2348                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2349
2350                 spin_lock(&inode->lock);
2351                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2352                 spin_unlock(&inode->lock);
2353
2354                 /*
2355                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2356                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2357                  * error.
2358                  */
2359                 if (*bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2360                     root != fs_info->tree_root)
2361                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2362
2363                 /* For sanity tests. */
2364                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2365                         return;
2366
2367                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2368                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2369                     (*bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2370                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2371
2372                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2373                                          fs_info->delalloc_batch);
2374                 spin_lock(&inode->lock);
2375                 inode->delalloc_bytes -= len;
2376                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2377                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2378                                         &inode->runtime_flags))
2379                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2380                 spin_unlock(&inode->lock);
2381         }
2382
2383         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2384             (*bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2385                 spin_lock(&inode->lock);
2386                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2387                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2388                 if (*bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2389                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2390                 spin_unlock(&inode->lock);
2391         }
2392 }
2393
2394 /*
2395  * in order to insert checksums into the metadata in large chunks,
2396  * we wait until bio submission time.   All the pages in the bio are
2397  * checksummed and sums are attached onto the ordered extent record.
2398  *
2399  * At IO completion time the cums attached on the ordered extent record
2400  * are inserted into the btree
2401  */
2402 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start(struct inode *inode, struct bio *bio,
2403                                            u64 dio_file_offset)
2404 {
2405         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, (u64)-1, false);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Split an extent_map at [start, start + len]
2410  *
2411  * This function is intended to be used only for extract_ordered_extent().
2412  */
2413 static int split_zoned_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 len,
2414                           u64 pre, u64 post)
2415 {
2416         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
2417         struct extent_map *em;
2418         struct extent_map *split_pre = NULL;
2419         struct extent_map *split_mid = NULL;
2420         struct extent_map *split_post = NULL;
2421         int ret = 0;
2422         unsigned long flags;
2423
2424         /* Sanity check */
2425         if (pre == 0 && post == 0)
2426                 return 0;
2427
2428         split_pre = alloc_extent_map();
2429         if (pre)
2430                 split_mid = alloc_extent_map();
2431         if (post)
2432                 split_post = alloc_extent_map();
2433         if (!split_pre || (pre && !split_mid) || (post && !split_post)) {
2434                 ret = -ENOMEM;
2435                 goto out;
2436         }
2437
2438         ASSERT(pre + post < len);
2439
2440         lock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2441         write_lock(&em_tree->lock);
2442         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
2443         if (!em) {
2444                 ret = -EIO;
2445                 goto out_unlock;
2446         }
2447
2448         ASSERT(em->len == len);
2449         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags));
2450         ASSERT(em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE);
2451         ASSERT(test_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags));
2452         ASSERT(!test_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags));
2453         ASSERT(!list_empty(&em->list));
2454
2455         flags = em->flags;
2456         clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
2457
2458         /* First, replace the em with a new extent_map starting from * em->start */
2459         split_pre->start = em->start;
2460         split_pre->len = (pre ? pre : em->len - post);
2461         split_pre->orig_start = split_pre->start;
2462         split_pre->block_start = em->block_start;
2463         split_pre->block_len = split_pre->len;
2464         split_pre->orig_block_len = split_pre->block_len;
2465         split_pre->ram_bytes = split_pre->len;
2466         split_pre->flags = flags;
2467         split_pre->compress_type = em->compress_type;
2468         split_pre->generation = em->generation;
2469
2470         replace_extent_mapping(em_tree, em, split_pre, 1);
2471
2472         /*
2473          * Now we only have an extent_map at:
2474          *     [em->start, em->start + pre] if pre != 0
2475          *     [em->start, em->start + em->len - post] if pre == 0
2476          */
2477
2478         if (pre) {
2479                 /* Insert the middle extent_map */
2480                 split_mid->start = em->start + pre;
2481                 split_mid->len = em->len - pre - post;
2482                 split_mid->orig_start = split_mid->start;
2483                 split_mid->block_start = em->block_start + pre;
2484                 split_mid->block_len = split_mid->len;
2485                 split_mid->orig_block_len = split_mid->block_len;
2486                 split_mid->ram_bytes = split_mid->len;
2487                 split_mid->flags = flags;
2488                 split_mid->compress_type = em->compress_type;
2489                 split_mid->generation = em->generation;
2490                 add_extent_mapping(em_tree, split_mid, 1);
2491         }
2492
2493         if (post) {
2494                 split_post->start = em->start + em->len - post;
2495                 split_post->len = post;
2496                 split_post->orig_start = split_post->start;
2497                 split_post->block_start = em->block_start + em->len - post;
2498                 split_post->block_len = split_post->len;
2499                 split_post->orig_block_len = split_post->block_len;
2500                 split_post->ram_bytes = split_post->len;
2501                 split_post->flags = flags;
2502                 split_post->compress_type = em->compress_type;
2503                 split_post->generation = em->generation;
2504                 add_extent_mapping(em_tree, split_post, 1);
2505         }
2506
2507         /* Once for us */
2508         free_extent_map(em);
2509         /* Once for the tree */
2510         free_extent_map(em);
2511
2512 out_unlock:
2513         write_unlock(&em_tree->lock);
2514         unlock_extent(&inode->io_tree, start, start + len - 1);
2515 out:
2516         free_extent_map(split_pre);
2517         free_extent_map(split_mid);
2518         free_extent_map(split_post);
2519
2520         return ret;
2521 }
2522
2523 static blk_status_t extract_ordered_extent(struct btrfs_inode *inode,
2524                                            struct bio *bio, loff_t file_offset)
2525 {
2526         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2527         u64 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2528         u64 file_len;
2529         u64 len = bio->bi_iter.bi_size;
2530         u64 end = start + len;
2531         u64 ordered_end;
2532         u64 pre, post;
2533         int ret = 0;
2534
2535         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, file_offset);
2536         if (WARN_ON_ONCE(!ordered))
2537                 return BLK_STS_IOERR;
2538
2539         /* No need to split */
2540         if (ordered->disk_num_bytes == len)
2541                 goto out;
2542
2543         /* We cannot split once end_bio'd ordered extent */
2544         if (WARN_ON_ONCE(ordered->bytes_left != ordered->disk_num_bytes)) {
2545                 ret = -EINVAL;
2546                 goto out;
2547         }
2548
2549         /* We cannot split a compressed ordered extent */
2550         if (WARN_ON_ONCE(ordered->disk_num_bytes != ordered->num_bytes)) {
2551                 ret = -EINVAL;
2552                 goto out;
2553         }
2554
2555         ordered_end = ordered->disk_bytenr + ordered->disk_num_bytes;
2556         /* bio must be in one ordered extent */
2557         if (WARN_ON_ONCE(start < ordered->disk_bytenr || end > ordered_end)) {
2558                 ret = -EINVAL;
2559                 goto out;
2560         }
2561
2562         /* Checksum list should be empty */
2563         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&ordered->list))) {
2564                 ret = -EINVAL;
2565                 goto out;
2566         }
2567
2568         file_len = ordered->num_bytes;
2569         pre = start - ordered->disk_bytenr;
2570         post = ordered_end - end;
2571
2572         ret = btrfs_split_ordered_extent(ordered, pre, post);
2573         if (ret)
2574                 goto out;
2575         ret = split_zoned_em(inode, file_offset, file_len, pre, post);
2576
2577 out:
2578         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2579
2580         return errno_to_blk_status(ret);
2581 }
2582
2583 /*
2584  * extent_io.c submission hook. This does the right thing for csum calculation
2585  * on write, or reading the csums from the tree before a read.
2586  *
2587  * Rules about async/sync submit,
2588  * a) read:                             sync submit
2589  *
2590  * b) write without checksum:           sync submit
2591  *
2592  * c) write with checksum:
2593  *    c-1) if bio is issued by fsync:   sync submit
2594  *         (sync_writers != 0)
2595  *
2596  *    c-2) if root is reloc root:       sync submit
2597  *         (only in case of buffered IO)
2598  *
2599  *    c-3) otherwise:                   async submit
2600  */
2601 void btrfs_submit_data_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
2602                            int mirror_num, enum btrfs_compression_type compress_type)
2603 {
2604         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2605         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
2606         enum btrfs_wq_endio_type metadata = BTRFS_WQ_ENDIO_DATA;
2607         blk_status_t ret = 0;
2608         int skip_sum;
2609         int async = !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers);
2610
2611         skip_sum = (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) ||
2612                 test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state);
2613
2614         if (btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode)))
2615                 metadata = BTRFS_WQ_ENDIO_FREE_SPACE;
2616
2617         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
2618                 struct page *page = bio_first_bvec_all(bio)->bv_page;
2619                 loff_t file_offset = page_offset(page);
2620
2621                 ret = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio, file_offset);
2622                 if (ret)
2623                         goto out;
2624         }
2625
2626         if (btrfs_op(bio) != BTRFS_MAP_WRITE) {
2627                 ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, metadata);
2628                 if (ret)
2629                         goto out;
2630
2631                 if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
2632                         /*
2633                          * btrfs_submit_compressed_read will handle completing
2634                          * the bio if there were any errors, so just return
2635                          * here.
2636                          */
2637                         btrfs_submit_compressed_read(inode, bio, mirror_num);
2638                         return;
2639                 } else {
2640                         /*
2641                          * Lookup bio sums does extra checks around whether we
2642                          * need to csum or not, which is why we ignore skip_sum
2643                          * here.
2644                          */
2645                         ret = btrfs_lookup_bio_sums(inode, bio, NULL);
2646                         if (ret)
2647                                 goto out;
2648                 }
2649                 goto mapit;
2650         } else if (async && !skip_sum) {
2651                 /* csum items have already been cloned */
2652                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2653                         goto mapit;
2654                 /* we're doing a write, do the async checksumming */
2655                 ret = btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, mirror_num,
2656                                           0, btrfs_submit_bio_start);
2657                 goto out;
2658         } else if (!skip_sum) {
2659                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, (u64)-1, false);
2660                 if (ret)
2661                         goto out;
2662         }
2663
2664 mapit:
2665         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num);
2666
2667 out:
2668         if (ret) {
2669                 bio->bi_status = ret;
2670                 bio_endio(bio);
2671         }
2672 }
2673
2674 /*
2675  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2676  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2677  */
2678 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2679                              struct list_head *list)
2680 {
2681         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2682         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2683         int ret;
2684
2685         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2686                 trans->adding_csums = true;
2687                 if (!csum_root)
2688                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2689                                                     sum->bytenr);
2690                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2691                 trans->adding_csums = false;
2692                 if (ret)
2693                         return ret;
2694         }
2695         return 0;
2696 }
2697
2698 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2699                                          const u64 start,
2700                                          const u64 len,
2701                                          struct extent_state **cached_state)
2702 {
2703         u64 search_start = start;
2704         const u64 end = start + len - 1;
2705
2706         while (search_start < end) {
2707                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2708                 struct extent_map *em;
2709                 u64 em_len;
2710                 int ret = 0;
2711
2712                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2713                 if (IS_ERR(em))
2714                         return PTR_ERR(em);
2715
2716                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2717                         goto next;
2718
2719                 em_len = em->len;
2720                 if (em->start < search_start)
2721                         em_len -= search_start - em->start;
2722                 if (em_len > search_len)
2723                         em_len = search_len;
2724
2725                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2726                                      search_start + em_len - 1,
2727                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, 0, NULL, cached_state,
2728                                      GFP_NOFS, NULL);
2729 next:
2730                 search_start = extent_map_end(em);
2731                 free_extent_map(em);
2732                 if (ret)
2733                         return ret;
2734         }
2735         return 0;
2736 }
2737
2738 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2739                               unsigned int extra_bits,
2740                               struct extent_state **cached_state)
2741 {
2742         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2743
2744         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2745             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2746                 /*
2747                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2748                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2749                  */
2750                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2751         } else {
2752                 int ret;
2753
2754                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2755                                                     end + 1 - start,
2756                                                     cached_state);
2757                 if (ret)
2758                         return ret;
2759         }
2760
2761         return set_extent_delalloc(&inode->io_tree, start, end, extra_bits,
2762                                    cached_state);
2763 }
2764
2765 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2766 struct btrfs_writepage_fixup {
2767         struct page *page;
2768         struct inode *inode;
2769         struct btrfs_work work;
2770 };
2771
2772 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2773 {
2774         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2775         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2776         struct extent_state *cached_state = NULL;
2777         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2778         struct page *page;
2779         struct btrfs_inode *inode;
2780         u64 page_start;
2781         u64 page_end;
2782         int ret = 0;
2783         bool free_delalloc_space = true;
2784
2785         fixup = container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2786         page = fixup->page;
2787         inode = BTRFS_I(fixup->inode);
2788         page_start = page_offset(page);
2789         page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2790
2791         /*
2792          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2793          * we take the page lock.
2794          */
2795         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2796                                            PAGE_SIZE);
2797 again:
2798         lock_page(page);
2799
2800         /*
2801          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2802          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2803          * address space.
2804          */
2805         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2806                 /*
2807                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2808                  *
2809                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2810                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2811                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2812                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2813                  *    while waiting for the ordered extent.
2814                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2815                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2816                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2817                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2818                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2819                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2820                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2821                  *    when the page was already properly dealt with.
2822                  */
2823                 if (!ret) {
2824                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2825                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2826                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2827                                                      true);
2828                 }
2829                 ret = 0;
2830                 goto out_page;
2831         }
2832
2833         /*
2834          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2835          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2836          */
2837         if (ret)
2838                 goto out_page;
2839
2840         lock_extent_bits(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2841
2842         /* already ordered? We're done */
2843         if (PageOrdered(page))
2844                 goto out_reserved;
2845
2846         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2847         if (ordered) {
2848                 unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2849                                      &cached_state);
2850                 unlock_page(page);
2851                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
2852                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2853                 goto again;
2854         }
2855
2856         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2857                                         &cached_state);
2858         if (ret)
2859                 goto out_reserved;
2860
2861         /*
2862          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2863          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2864          * destination.
2865          *
2866          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2867          */
2868         BUG_ON(!PageDirty(page));
2869         free_delalloc_space = false;
2870 out_reserved:
2871         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2872         if (free_delalloc_space)
2873                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2874                                              PAGE_SIZE, true);
2875         unlock_extent_cached(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2876                              &cached_state);
2877 out_page:
2878         if (ret) {
2879                 /*
2880                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2881                  * to reflect the errors and clean the page.
2882                  */
2883                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2884                 end_extent_writepage(page, ret, page_start, page_end);
2885                 clear_page_dirty_for_io(page);
2886                 SetPageError(page);
2887         }
2888         btrfs_page_clear_checked(inode->root->fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2889         unlock_page(page);
2890         put_page(page);
2891         kfree(fixup);
2892         extent_changeset_free(data_reserved);
2893         /*
2894          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2895          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2896          * deadlock.
2897          */
2898         btrfs_add_delayed_iput(&inode->vfs_inode);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2903  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2904  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2905  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2906  *
2907  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2908  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2909  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2910  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2911  */
2912 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2913 {
2914         struct inode *inode = page->mapping->host;
2915         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2916         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2917
2918         /* This page has ordered extent covering it already */
2919         if (PageOrdered(page))
2920                 return 0;
2921
2922         /*
2923          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2924          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2925          *
2926          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2927          * EAGAIN.
2928          */
2929         if (PageChecked(page))
2930                 return -EAGAIN;
2931
2932         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2933         if (!fixup)
2934                 return -EAGAIN;
2935
2936         /*
2937          * We are already holding a reference to this inode from
2938          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2939          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2940          * page->mapping outside of the page lock.
2941          */
2942         ihold(inode);
2943         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2944         get_page(page);
2945         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL, NULL);
2946         fixup->page = page;
2947         fixup->inode = inode;
2948         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2949
2950         return -EAGAIN;
2951 }
2952
2953 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2954                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2955                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2956                                        const bool update_inode_bytes,
2957                                        u64 qgroup_reserved)
2958 {
2959         struct btrfs_root *root = inode->root;
2960         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2961         struct btrfs_path *path;
2962         struct extent_buffer *leaf;
2963         struct btrfs_key ins;
2964         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2965         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2966         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2967         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2968         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2969         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2970         int ret;
2971
2972         path = btrfs_alloc_path();
2973         if (!path)
2974                 return -ENOMEM;
2975
2976         /*
2977          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2978          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2979          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2980          *
2981          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2982          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2983          * with the others.
2984          */
2985         drop_args.path = path;
2986         drop_args.start = file_pos;
2987         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2988         drop_args.replace_extent = true;
2989         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2990         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2991         if (ret)
2992                 goto out;
2993
2994         if (!drop_args.extent_inserted) {
2995                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2996                 ins.offset = file_pos;
2997                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2998
2999                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
3000                                               sizeof(*stack_fi));
3001                 if (ret)
3002                         goto out;
3003         }
3004         leaf = path->nodes[0];
3005         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
3006         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
3007                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
3008                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
3009
3010         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
3011         btrfs_release_path(path);
3012
3013         /*
3014          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
3015          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
3016          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
3017          * The remaining of the range will be processed when clearning the
3018          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
3019          */
3020         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
3021                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
3022
3023                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
3024                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
3025                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
3026                 num_bytes -= sectorsize;
3027         }
3028
3029         if (update_inode_bytes)
3030                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
3031
3032         ins.objectid = disk_bytenr;
3033         ins.offset = disk_num_bytes;
3034         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
3035
3036         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
3037         if (ret)
3038                 goto out;
3039
3040         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
3041                                                file_pos - offset,
3042                                                qgroup_reserved, &ins);
3043 out:
3044         btrfs_free_path(path);
3045
3046         return ret;
3047 }
3048
3049 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3050                                          u64 start, u64 len)
3051 {
3052         struct btrfs_block_group *cache;
3053
3054         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
3055         ASSERT(cache);
3056
3057         spin_lock(&cache->lock);
3058         cache->delalloc_bytes -= len;
3059         spin_unlock(&cache->lock);
3060
3061         btrfs_put_block_group(cache);
3062 }
3063
3064 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
3065                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
3066 {
3067         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
3068         bool update_inode_bytes;
3069         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
3070         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
3071
3072         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
3073         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
3074         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
3075         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
3076                                                    oe->disk_num_bytes);
3077         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
3078         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags))
3079                 num_bytes = ram_bytes = oe->truncated_len;
3080         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
3081         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
3082         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
3083         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
3084
3085         /*
3086          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
3087          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
3088          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3089          * except if the ordered extent was truncated.
3090          */
3091         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3092                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3093                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3094
3095         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3096                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3097                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3098 }
3099
3100 /*
3101  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3102  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3103  * fully written.
3104  */
3105 static int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3106 {
3107         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3108         struct btrfs_root *root = inode->root;
3109         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3110         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3111         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3112         struct extent_state *cached_state = NULL;
3113         u64 start, end;
3114         int compress_type = 0;
3115         int ret = 0;
3116         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3117         bool freespace_inode;
3118         bool truncated = false;
3119         bool clear_reserved_extent = true;
3120         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3121
3122         start = ordered_extent->file_offset;
3123         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3124
3125         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3126             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3127             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3128             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3129                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3130
3131         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3132
3133         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3134                 ret = -EIO;
3135                 goto out;
3136         }
3137
3138         /* A valid bdev implies a write on a sequential zone */
3139         if (ordered_extent->bdev) {
3140                 btrfs_rewrite_logical_zoned(ordered_extent);
3141                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3142                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3143         }
3144
3145         btrfs_free_io_failure_record(inode, start, end);
3146
3147         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3148                 truncated = true;
3149                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3150                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3151                 if (!logical_len)
3152                         goto out;
3153         }
3154
3155         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3156                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3157
3158                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3159                 if (freespace_inode)
3160                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3161                 else
3162                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3163                 if (IS_ERR(trans)) {
3164                         ret = PTR_ERR(trans);
3165                         trans = NULL;
3166                         goto out;
3167                 }
3168                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3169                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3170                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3171                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3172                 goto out;
3173         }
3174
3175         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3176         lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
3177
3178         if (freespace_inode)
3179                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3180         else
3181                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3182         if (IS_ERR(trans)) {
3183                 ret = PTR_ERR(trans);
3184                 trans = NULL;
3185                 goto out;
3186         }
3187
3188         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3189
3190         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3191                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3192         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3193                 BUG_ON(compress_type);
3194                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3195                                                 ordered_extent->file_offset,
3196                                                 ordered_extent->file_offset +
3197                                                 logical_len);
3198         } else {
3199                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3200                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3201                 if (!ret) {
3202                         clear_reserved_extent = false;
3203                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3204                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3205                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3206                 }
3207         }
3208         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3209                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3210         if (ret < 0) {
3211                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3212                 goto out;
3213         }
3214
3215         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3216         if (ret) {
3217                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3218                 goto out;
3219         }
3220
3221         /*
3222          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3223          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3224          * before updating the inode item.
3225          */
3226         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3227             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3228                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3229                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3230                                  0, 0, &cached_state);
3231
3232         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3233         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, inode);
3234         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3235                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3236                 goto out;
3237         }
3238         ret = 0;
3239 out:
3240         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3241                          (clear_bits & EXTENT_LOCKED) ? 1 : 0, 0,
3242                          &cached_state);
3243
3244         if (trans)
3245                 btrfs_end_transaction(trans);
3246
3247         if (ret || truncated) {
3248                 u64 unwritten_start = start;
3249
3250                 /*
3251                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3252                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3253                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3254                  * already set.  Any error during writeback would have already
3255                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3256                  * marking this ordered extent as failed.
3257                  */
3258                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3259                                              &ordered_extent->flags))
3260                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3261
3262                 if (truncated)
3263                         unwritten_start += logical_len;
3264                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3265
3266                 /* Drop the cache for the part of the extent we didn't write. */
3267                 btrfs_drop_extent_cache(inode, unwritten_start, end, 0);
3268
3269                 /*
3270                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3271                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3272                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3273                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3274                  *
3275                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3276                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3277                  * has already been done.
3278                  */
3279                 if ((ret || !logical_len) &&
3280                     clear_reserved_extent &&
3281                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3282                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3283                         /*
3284                          * Discard the range before returning it back to the
3285                          * free space pool
3286                          */
3287                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3288                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3289                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3290                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3291                                                 NULL);
3292                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3293                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3294                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3295                 }
3296         }
3297
3298         /*
3299          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3300          * updating everything for this ordered extent.
3301          */
3302         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3303
3304         /* once for us */
3305         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3306         /* once for the tree */
3307         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3308
3309         return ret;
3310 }
3311
3312 static void finish_ordered_fn(struct btrfs_work *work)
3313 {
3314         struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent;
3315         ordered_extent = container_of(work, struct btrfs_ordered_extent, work);
3316         btrfs_finish_ordered_io(ordered_extent);
3317 }
3318
3319 void btrfs_writepage_endio_finish_ordered(struct btrfs_inode *inode,
3320                                           struct page *page, u64 start,
3321                                           u64 end, bool uptodate)
3322 {
3323         trace_btrfs_writepage_end_io_hook(inode, start, end, uptodate);
3324
3325         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, start, end + 1 - start,
3326                                        finish_ordered_fn, uptodate);
3327 }
3328
3329 /*
3330  * check_data_csum - verify checksum of one sector of uncompressed data
3331  * @inode:      inode
3332  * @io_bio:     btrfs_io_bio which contains the csum
3333  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3334  * @page:       page where is the data to be verified
3335  * @pgoff:      offset inside the page
3336  * @start:      logical offset in the file
3337  *
3338  * The length of such check is always one sector size.
3339  */
3340 static int check_data_csum(struct inode *inode, struct btrfs_bio *bbio,
3341                            u32 bio_offset, struct page *page, u32 pgoff,
3342                            u64 start)
3343 {
3344         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3345         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3346         char *kaddr;
3347         u32 len = fs_info->sectorsize;
3348         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
3349         unsigned int offset_sectors;
3350         u8 *csum_expected;
3351         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3352
3353         ASSERT(pgoff + len <= PAGE_SIZE);
3354
3355         offset_sectors = bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits;
3356         csum_expected = ((u8 *)bbio->csum) + offset_sectors * csum_size;
3357
3358         kaddr = kmap_atomic(page);
3359         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3360
3361         crypto_shash_digest(shash, kaddr + pgoff, len, csum);
3362         kunmap_atomic(kaddr);
3363
3364         if (memcmp(csum, csum_expected, csum_size))
3365                 goto zeroit;
3366
3367         return 0;
3368 zeroit:
3369         btrfs_print_data_csum_error(BTRFS_I(inode), start, csum, csum_expected,
3370                                     bbio->mirror_num);
3371         if (bbio->device)
3372                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(bbio->device,
3373                                              BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3374         memzero_page(page, pgoff, len);
3375         return -EIO;
3376 }
3377
3378 /*
3379  * When reads are done, we need to check csums to verify the data is correct.
3380  * if there's a match, we allow the bio to finish.  If not, the code in
3381  * extent_io.c will try to find good copies for us.
3382  *
3383  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3384  * @start:      file offset of the range start
3385  * @end:        file offset of the range end (inclusive)
3386  *
3387  * Return a bitmap where bit set means a csum mismatch, and bit not set means
3388  * csum match.
3389  */
3390 unsigned int btrfs_verify_data_csum(struct btrfs_bio *bbio,
3391                                     u32 bio_offset, struct page *page,
3392                                     u64 start, u64 end)
3393 {
3394         struct inode *inode = page->mapping->host;
3395         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3396         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
3397         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3398         const u32 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
3399         u32 pg_off;
3400         unsigned int result = 0;
3401
3402         if (btrfs_page_test_checked(fs_info, page, start, end + 1 - start)) {
3403                 btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, start, end + 1 - start);
3404                 return 0;
3405         }
3406
3407         /*
3408          * This only happens for NODATASUM or compressed read.
3409          * Normally this should be covered by above check for compressed read
3410          * or the next check for NODATASUM.  Just do a quicker exit here.
3411          */
3412         if (bbio->csum == NULL)
3413                 return 0;
3414
3415         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
3416                 return 0;
3417
3418         if (unlikely(test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_CSUMS, &fs_info->fs_state)))
3419                 return 0;
3420
3421         ASSERT(page_offset(page) <= start &&
3422                end <= page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1);
3423         for (pg_off = offset_in_page(start);
3424              pg_off < offset_in_page(end);
3425              pg_off += sectorsize, bio_offset += sectorsize) {
3426                 u64 file_offset = pg_off + page_offset(page);
3427                 int ret;
3428
3429                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
3430                     test_range_bit(io_tree, file_offset,
3431                                    file_offset + sectorsize - 1,
3432                                    EXTENT_NODATASUM, 1, NULL)) {
3433                         /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3434                         clear_extent_bits(io_tree, file_offset,
3435                                           file_offset + sectorsize - 1,
3436                                           EXTENT_NODATASUM);
3437                         continue;
3438                 }
3439                 ret = check_data_csum(inode, bbio, bio_offset, page, pg_off,
3440                                       page_offset(page) + pg_off);
3441                 if (ret < 0) {
3442                         const int nr_bit = (pg_off - offset_in_page(start)) >>
3443                                      root->fs_info->sectorsize_bits;
3444
3445                         result |= (1U << nr_bit);
3446                 }
3447         }
3448         return result;
3449 }
3450
3451 /*
3452  * btrfs_add_delayed_iput - perform a delayed iput on @inode
3453  *
3454  * @inode: The inode we want to perform iput on
3455  *
3456  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3457  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3458  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3459  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3460  */
3461 void btrfs_add_delayed_iput(struct inode *inode)
3462 {
3463         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3464         struct btrfs_inode *binode = BTRFS_I(inode);
3465
3466         if (atomic_add_unless(&inode->i_count, -1, 1))
3467                 return;
3468
3469         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3470         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3471         ASSERT(list_empty(&binode->delayed_iput));
3472         list_add_tail(&binode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3473         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3474         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3475                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3476 }
3477
3478 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3479                                     struct btrfs_inode *inode)
3480 {
3481         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3482         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3483         iput(&inode->vfs_inode);
3484         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3485                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3486         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3487 }
3488
3489 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3490                                    struct btrfs_inode *inode)
3491 {
3492         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3493                 spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3494                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3495                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3496                 spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3497         }
3498 }
3499
3500 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3501 {
3502
3503         spin_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3504         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3505                 struct btrfs_inode *inode;
3506
3507                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3508                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3509                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3510                 cond_resched_lock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3511         }
3512         spin_unlock(&fs_info->delayed_iput_lock);
3513 }
3514
3515 /**
3516  * Wait for flushing all delayed iputs
3517  *
3518  * @fs_info:  the filesystem
3519  *
3520  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3521  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3522  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3523  * that might get blocked on the iputs.
3524  *
3525  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3526  */
3527 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3528 {
3529         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3530                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3531         if (ret)
3532                 return -EINTR;
3533         return 0;
3534 }
3535
3536 /*
3537  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3538  * in the middle of an unlink.
3539  */
3540 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3541                      struct btrfs_inode *inode)
3542 {
3543         int ret;
3544
3545         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3546         if (ret && ret != -EEXIST) {
3547                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3548                 return ret;
3549         }
3550
3551         return 0;
3552 }
3553
3554 /*
3555  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3556  * this particular inode.
3557  */
3558 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3559                             struct btrfs_inode *inode)
3560 {
3561         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3562 }
3563
3564 /*
3565  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3566  * of this root.
3567  */
3568 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3569 {
3570         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3571         struct btrfs_path *path;
3572         struct extent_buffer *leaf;
3573         struct btrfs_key key, found_key;
3574         struct btrfs_trans_handle *trans;
3575         struct inode *inode;
3576         u64 last_objectid = 0;
3577         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3578
3579         /* Bail out if the cleanup is already running. */
3580         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3581                 return 0;
3582
3583         path = btrfs_alloc_path();
3584         if (!path) {
3585                 ret = -ENOMEM;
3586                 goto out;
3587         }
3588         path->reada = READA_BACK;
3589
3590         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3591         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3592         key.offset = (u64)-1;
3593
3594         while (1) {
3595                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3596                 if (ret < 0)
3597                         goto out;
3598
3599                 /*
3600                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3601                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3602                  * find the key and see if we have stuff that matches
3603                  */
3604                 if (ret > 0) {
3605                         ret = 0;
3606                         if (path->slots[0] == 0)
3607                                 break;
3608                         path->slots[0]--;
3609                 }
3610
3611                 /* pull out the item */
3612                 leaf = path->nodes[0];
3613                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3614
3615                 /* make sure the item matches what we want */
3616                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3617                         break;
3618                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3619                         break;
3620
3621                 /* release the path since we're done with it */
3622                 btrfs_release_path(path);
3623
3624                 /*
3625                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3626                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3627                  * offset of the orphan item.
3628                  */
3629
3630                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3631                         btrfs_err(fs_info,
3632                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3633                         ret = -EINVAL;
3634                         goto out;
3635                 }
3636
3637                 last_objectid = found_key.offset;
3638
3639                 found_key.objectid = found_key.offset;
3640                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3641                 found_key.offset = 0;
3642                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3643                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(inode);
3644                 if (ret && ret != -ENOENT)
3645                         goto out;
3646
3647                 if (ret == -ENOENT && root == fs_info->tree_root) {
3648                         struct btrfs_root *dead_root;
3649                         int is_dead_root = 0;
3650
3651                         /*
3652                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3653                          * could come from 2 sources:
3654                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3655                          *  b) a free space cache inode
3656                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3657                          * for a root must not get deleted before the deletion
3658                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3659                          *
3660                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3661                          * found all deleted roots and loaded them into
3662                          * fs_info->fs_roots. So here we can find if an
3663                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3664                          * up the root from that xarray.
3665                          */
3666
3667                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_lock);
3668                         dead_root = xa_load(&fs_info->fs_roots,
3669                                             (unsigned long)found_key.objectid);
3670                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3671                                 is_dead_root = 1;
3672                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_lock);
3673
3674                         if (is_dead_root) {
3675                                 /* prevent this orphan from being found again */
3676                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3677                                 continue;
3678                         }
3679
3680                 }
3681
3682                 /*
3683                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3684                  * possibilities:
3685                  *
3686                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3687                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3688                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3689                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3690
3691                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3692                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3693                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3694                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3695                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3696                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3697                  *
3698                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3699                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3700                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3701                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3702                  * the orphan item.
3703                  *
3704                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3705                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3706                  * but either way, we can delete the orphan item.
3707                  */
3708                 if (ret == -ENOENT || inode->i_nlink) {
3709                         if (!ret) {
3710                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3711                                 iput(inode);
3712                                 if (ret)
3713                                         goto out;
3714                         }
3715                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3716                         if (IS_ERR(trans)) {
3717                                 ret = PTR_ERR(trans);
3718                                 goto out;
3719                         }
3720                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3721                                     found_key.objectid);
3722                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3723                                                     found_key.objectid);
3724                         btrfs_end_transaction(trans);
3725                         if (ret)
3726                                 goto out;
3727                         continue;
3728                 }
3729
3730                 nr_unlink++;
3731
3732                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3733                 iput(inode);
3734         }
3735         /* release the path since we're done with it */
3736         btrfs_release_path(path);
3737
3738         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3739                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3740                 if (!IS_ERR(trans))
3741                         btrfs_end_transaction(trans);
3742         }
3743
3744         if (nr_unlink)
3745                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3746
3747 out:
3748         if (ret)
3749                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3750         btrfs_free_path(path);
3751         return ret;
3752 }
3753
3754 /*
3755  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3756  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3757  *
3758  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3759  */
3760 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3761                                           int slot, u64 objectid,
3762                                           int *first_xattr_slot)
3763 {
3764         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3765         struct btrfs_key found_key;
3766         static u64 xattr_access = 0;
3767         static u64 xattr_default = 0;
3768         int scanned = 0;
3769
3770         if (!xattr_access) {
3771                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3772                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3773                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3774                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3775         }
3776
3777         slot++;
3778         *first_xattr_slot = -1;
3779         while (slot < nritems) {
3780                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3781
3782                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3783                 if (found_key.objectid != objectid)
3784                         return 0;
3785
3786                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3787                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3788                         if (*first_xattr_slot == -1)
3789                                 *first_xattr_slot = slot;
3790                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3791                             found_key.offset == xattr_default)
3792                                 return 1;
3793                 }
3794
3795                 /*
3796                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3797                  * be any acls later on
3798                  */
3799                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3800                         return 0;
3801
3802                 slot++;
3803                 scanned++;
3804
3805                 /*
3806                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3807                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3808                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3809                  * this is just an optimization
3810                  */
3811                 if (scanned >= 8)
3812                         break;
3813         }
3814         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3815          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3816          * has acls
3817          */
3818         if (*first_xattr_slot == -1)
3819                 *first_xattr_slot = slot;
3820         return 1;
3821 }
3822
3823 /*
3824  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3825  */
3826 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3827                                    struct btrfs_path *in_path)
3828 {
3829         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3830         struct btrfs_path *path = in_path;
3831         struct extent_buffer *leaf;
3832         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3833         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3834         struct btrfs_key location;
3835         unsigned long ptr;
3836         int maybe_acls;
3837         u32 rdev;
3838         int ret;
3839         bool filled = false;
3840         int first_xattr_slot;
3841
3842         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3843         if (!ret)
3844                 filled = true;
3845
3846         if (!path) {
3847                 path = btrfs_alloc_path();
3848                 if (!path)
3849                         return -ENOMEM;
3850         }
3851
3852         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3853
3854         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3855         if (ret) {
3856                 if (path != in_path)
3857                         btrfs_free_path(path);
3858                 return ret;
3859         }
3860
3861         leaf = path->nodes[0];
3862
3863         if (filled)
3864                 goto cache_index;
3865
3866         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3867                                     struct btrfs_inode_item);
3868         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3869         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3870         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3871         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3872         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3873         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3874                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3875
3876         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3877         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3878
3879         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3880         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3881
3882         inode->i_ctime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime);
3883         inode->i_ctime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime);
3884
3885         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3886                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3887         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3888                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3889
3890         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3891         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3892         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3893
3894         inode_set_iversion_queried(inode,
3895                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3896         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3897         inode->i_rdev = 0;
3898         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3899
3900         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3901         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3902                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3903
3904 cache_index:
3905         /*
3906          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3907          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3908          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3909          * cache.
3910          *
3911          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3912          * in the delayed_nodes xarray.
3913          */
3914         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3915                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3916                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3917
3918         /*
3919          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3920          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3921          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3922          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3923          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3924          * replayed. For example, in the scenario:
3925          *
3926          * touch mydir/foo
3927          * ln mydir/foo mydir/bar
3928          * sync
3929          * unlink mydir/bar
3930          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3931          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3932          * <power failure>
3933          * mount fs, triggers fsync log replay
3934          *
3935          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3936          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3937          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3938          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3939          *
3940          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3941          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3942          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3943          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3944          */
3945         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3946
3947         /*
3948          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3949          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3950          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3951          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3952          */
3953         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3954
3955         path->slots[0]++;
3956         if (inode->i_nlink != 1 ||
3957             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3958                 goto cache_acl;
3959
3960         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3961         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3962                 goto cache_acl;
3963
3964         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3965         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3966                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3967
3968                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3969                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3970         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3971                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3972
3973                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3974                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3975                                                                      extref);
3976         }
3977 cache_acl:
3978         /*
3979          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3980          * any xattrs or acls
3981          */
3982         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3983                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3984         if (first_xattr_slot != -1) {
3985                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3986                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3987                 if (ret)
3988                         btrfs_err(fs_info,
3989                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3990                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3991                                   root->root_key.objectid, ret);
3992         }
3993         if (path != in_path)
3994                 btrfs_free_path(path);
3995
3996         if (!maybe_acls)
3997                 cache_no_acl(inode);
3998
3999         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
4000         case S_IFREG:
4001                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4002                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
4003                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
4004                 break;
4005         case S_IFDIR:
4006                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
4007                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
4008                 break;
4009         case S_IFLNK:
4010                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
4011                 inode_nohighmem(inode);
4012                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
4013                 break;
4014         default:
4015                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
4016                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
4017                 break;
4018         }
4019
4020         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
4021         return 0;
4022 }
4023
4024 /*
4025  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
4026  */
4027 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4028                             struct extent_buffer *leaf,
4029                             struct btrfs_inode_item *item,
4030                             struct inode *inode)
4031 {
4032         struct btrfs_map_token token;
4033         u64 flags;
4034
4035         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
4036
4037         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
4038         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
4039         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
4040         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
4041         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
4042
4043         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
4044                                      inode->i_atime.tv_sec);
4045         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
4046                                       inode->i_atime.tv_nsec);
4047
4048         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
4049                                      inode->i_mtime.tv_sec);
4050         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
4051                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
4052
4053         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
4054                                      inode->i_ctime.tv_sec);
4055         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
4056                                       inode->i_ctime.tv_nsec);
4057
4058         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
4059                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
4060         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
4061                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
4062
4063         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
4064         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
4065                                          BTRFS_I(inode)->generation);
4066         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
4067         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
4068         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
4069         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
4070                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
4071         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
4072         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
4073 }
4074
4075 /*
4076  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4077  */
4078 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
4079                                 struct btrfs_root *root,
4080                                 struct btrfs_inode *inode)
4081 {
4082         struct btrfs_inode_item *inode_item;
4083         struct btrfs_path *path;
4084         struct extent_buffer *leaf;
4085         int ret;
4086
4087         path = btrfs_alloc_path();
4088         if (!path)
4089                 return -ENOMEM;
4090
4091         ret = btrfs_lookup_inode(trans, root, path, &inode->location, 1);
4092         if (ret) {
4093                 if (ret > 0)
4094                         ret = -ENOENT;
4095                 goto failed;
4096         }
4097
4098         leaf = path->nodes[0];
4099         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
4100                                     struct btrfs_inode_item);
4101
4102         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
4103         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
4104         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4105         ret = 0;
4106 failed:
4107         btrfs_free_path(path);
4108         return ret;
4109 }
4110
4111 /*
4112  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4113  */
4114 noinline int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4115                                 struct btrfs_root *root,
4116                                 struct btrfs_inode *inode)
4117 {
4118         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4119         int ret;
4120
4121         /*
4122          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4123          * if we put it into the delayed code.
4124          *
4125          * The data relocation inode should also be directly updated
4126          * without delay
4127          */
4128         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4129             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4130             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4131                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4132
4133                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4134                 if (!ret)
4135                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4136                 return ret;
4137         }
4138
4139         return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4140 }
4141
4142 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4143                                 struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode)
4144 {
4145         int ret;
4146
4147         ret = btrfs_update_inode(trans, root, inode);
4148         if (ret == -ENOSPC)
4149                 return btrfs_update_inode_item(trans, root, inode);
4150         return ret;
4151 }
4152
4153 /*
4154  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4155  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4156  * also drops the back refs in the inode to the directory
4157  */
4158 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4159                                 struct btrfs_inode *dir,
4160                                 struct btrfs_inode *inode,
4161                                 const char *name, int name_len,
4162                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4163 {
4164         struct btrfs_root *root = dir->root;
4165         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4166         struct btrfs_path *path;
4167         int ret = 0;
4168         struct btrfs_dir_item *di;
4169         u64 index;
4170         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4171         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4172
4173         path = btrfs_alloc_path();
4174         if (!path) {
4175                 ret = -ENOMEM;
4176                 goto out;
4177         }
4178
4179         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4180                                     name, name_len, -1);
4181         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4182                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4183                 goto err;
4184         }
4185         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4186         if (ret)
4187                 goto err;
4188         btrfs_release_path(path);
4189
4190         /*
4191          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4192          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4193          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4194          *
4195          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4196          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4197          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4198          * we update the inode item.
4199          */
4200         if (inode->dir_index) {
4201                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4202                 if (!ret) {
4203                         index = inode->dir_index;
4204                         goto skip_backref;
4205                 }
4206         }
4207
4208         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
4209                                   dir_ino, &index);
4210         if (ret) {
4211                 btrfs_info(fs_info,
4212                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4213                         name_len, name, ino, dir_ino);
4214                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4215                 goto err;
4216         }
4217 skip_backref:
4218         if (rename_ctx)
4219                 rename_ctx->index = index;
4220
4221         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4222         if (ret) {
4223                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4224                 goto err;
4225         }
4226
4227         /*
4228          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4229          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4230          * Besides that, doing it here would only cause extra unncessary btree
4231          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4232          */
4233         if (!rename_ctx) {
4234                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, name_len, inode,
4235                                            dir_ino);
4236                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, name_len, dir,
4237                                              index);
4238         }
4239
4240         /*
4241          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4242          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4243          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4244          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4245          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4246          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4247          * holding.
4248          */
4249         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4250 err:
4251         btrfs_free_path(path);
4252         if (ret)
4253                 goto out;
4254
4255         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name_len * 2);
4256         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4257         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4258         inode->vfs_inode.i_ctime = dir->vfs_inode.i_mtime =
4259                 dir->vfs_inode.i_ctime = current_time(&inode->vfs_inode);
4260         ret = btrfs_update_inode(trans, root, dir);
4261 out:
4262         return ret;
4263 }
4264
4265 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4266                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4267                        const char *name, int name_len)
4268 {
4269         int ret;
4270         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, name_len, NULL);
4271         if (!ret) {
4272                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4273                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode->root, inode);
4274         }
4275         return ret;
4276 }
4277
4278 /*
4279  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4280  *
4281  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4282  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4283  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4284  * allow the unlink to occur.
4285  */
4286 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct inode *dir)
4287 {
4288         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4289
4290         /*
4291          * 1 for the possible orphan item
4292          * 1 for the dir item
4293          * 1 for the dir index
4294          * 1 for the inode ref
4295          * 1 for the inode
4296          * 1 for the parent inode
4297          */
4298         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root, 6);
4299 }
4300
4301 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4302 {
4303         struct btrfs_trans_handle *trans;
4304         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4305         int ret;
4306
4307         trans = __unlink_start_trans(dir);
4308         if (IS_ERR(trans))
4309                 return PTR_ERR(trans);
4310
4311         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4312                         0);
4313
4314         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4315                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4316                         dentry->d_name.len);
4317         if (ret)
4318                 goto out;
4319
4320         if (inode->i_nlink == 0) {
4321                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4322                 if (ret)
4323                         goto out;
4324         }
4325
4326 out:
4327         btrfs_end_transaction(trans);
4328         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4329         return ret;
4330 }
4331
4332 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4333                                struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4334 {
4335         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4336         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4337         struct btrfs_path *path;
4338         struct extent_buffer *leaf;
4339         struct btrfs_dir_item *di;
4340         struct btrfs_key key;
4341         const char *name = dentry->d_name.name;
4342         int name_len = dentry->d_name.len;
4343         u64 index;
4344         int ret;
4345         u64 objectid;
4346         u64 dir_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
4347
4348         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4349                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4350         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4351                 objectid = inode->location.objectid;
4352         } else {
4353                 WARN_ON(1);
4354                 return -EINVAL;
4355         }
4356
4357         path = btrfs_alloc_path();
4358         if (!path)
4359                 return -ENOMEM;
4360
4361         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4362                                    name, name_len, -1);
4363         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4364                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4365                 goto out;
4366         }
4367
4368         leaf = path->nodes[0];
4369         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4370         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4371         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4372         if (ret) {
4373                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4374                 goto out;
4375         }
4376         btrfs_release_path(path);
4377
4378         /*
4379          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4380          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4381          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4382          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4383          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4384          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4385          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4386          */
4387         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4388                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino,
4389                                                  name, name_len);
4390                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4391                         if (!di)
4392                                 ret = -ENOENT;
4393                         else
4394                                 ret = PTR_ERR(di);
4395                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4396                         goto out;
4397                 }
4398
4399                 leaf = path->nodes[0];
4400                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4401                 index = key.offset;
4402                 btrfs_release_path(path);
4403         } else {
4404                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4405                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4406                                          &index, name, name_len);
4407                 if (ret) {
4408                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4409                         goto out;
4410                 }
4411         }
4412
4413         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, BTRFS_I(dir), index);
4414         if (ret) {
4415                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4416                 goto out;
4417         }
4418
4419         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(dir), dir->i_size - name_len * 2);
4420         inode_inc_iversion(dir);
4421         dir->i_mtime = dir->i_ctime = current_time(dir);
4422         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, root, BTRFS_I(dir));
4423         if (ret)
4424                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4425 out:
4426         btrfs_free_path(path);
4427         return ret;
4428 }
4429
4430 /*
4431  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4432  * default.
4433  */
4434 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4435 {
4436         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4437         struct btrfs_path *path;
4438         struct btrfs_dir_item *di;
4439         struct btrfs_key key;
4440         u64 dir_id;
4441         int ret;
4442
4443         path = btrfs_alloc_path();
4444         if (!path)
4445                 return -ENOMEM;
4446
4447         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4448         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4449         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4450                                    dir_id, "default", 7, 0);
4451         if (di && !IS_ERR(di)) {
4452                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4453                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4454                         ret = -EPERM;
4455                         btrfs_err(fs_info,
4456                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4457                                   key.objectid);
4458                         goto out;
4459                 }
4460                 btrfs_release_path(path);
4461         }
4462
4463         key.objectid = root->root_key.objectid;
4464         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4465         key.offset = (u64)-1;
4466
4467         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4468         if (ret < 0)
4469                 goto out;
4470         BUG_ON(ret == 0);
4471
4472         ret = 0;
4473         if (path->slots[0] > 0) {
4474                 path->slots[0]--;
4475                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4476                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4477                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4478                         ret = -ENOTEMPTY;
4479         }
4480 out:
4481         btrfs_free_path(path);
4482         return ret;
4483 }
4484
4485 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4486 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4487 {
4488         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4489         struct rb_node *node;
4490         struct rb_node *prev;
4491         struct btrfs_inode *entry;
4492         struct inode *inode;
4493         u64 objectid = 0;
4494
4495         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4496                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4497
4498         spin_lock(&root->inode_lock);
4499 again:
4500         node = root->inode_tree.rb_node;
4501         prev = NULL;
4502         while (node) {
4503                 prev = node;
4504                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4505
4506                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4507                         node = node->rb_left;
4508                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4509                         node = node->rb_right;
4510                 else
4511                         break;
4512         }
4513         if (!node) {
4514                 while (prev) {
4515                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4516                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4517                                 node = prev;
4518                                 break;
4519                         }
4520                         prev = rb_next(prev);
4521                 }
4522         }
4523         while (node) {
4524                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4525                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4526                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4527                 if (inode) {
4528                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4529                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4530                                 d_prune_aliases(inode);
4531                         /*
4532                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4533                          * cache when its usage count hits zero.
4534                          */
4535                         iput(inode);
4536                         cond_resched();
4537                         spin_lock(&root->inode_lock);
4538                         goto again;
4539                 }
4540
4541                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4542                         goto again;
4543
4544                 node = rb_next(node);
4545         }
4546         spin_unlock(&root->inode_lock);
4547 }
4548
4549 int btrfs_delete_subvolume(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4550 {
4551         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4552         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
4553         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4554         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4555         struct btrfs_trans_handle *trans;
4556         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4557         u64 root_flags;
4558         int ret;
4559
4560         /*
4561          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4562          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4563          * again is not run concurrently.
4564          */
4565         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4566         if (dest->send_in_progress) {
4567                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4568                 btrfs_warn(fs_info,
4569                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4570                            dest->root_key.objectid);
4571                 return -EPERM;
4572         }
4573         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4574                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4575                 btrfs_warn(fs_info,
4576                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4577                            root->root_key.objectid);
4578                 return -EPERM;
4579         }
4580         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4581         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4582                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4583         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4584
4585         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4586
4587         ret = may_destroy_subvol(dest);
4588         if (ret)
4589                 goto out_up_write;
4590
4591         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4592         /*
4593          * One for dir inode,
4594          * two for dir entries,
4595          * two for root ref/backref.
4596          */
4597         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4598         if (ret)
4599                 goto out_up_write;
4600
4601         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4602         if (IS_ERR(trans)) {
4603                 ret = PTR_ERR(trans);
4604                 goto out_release;
4605         }
4606         trans->block_rsv = &block_rsv;
4607         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4608
4609         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, BTRFS_I(dir));
4610
4611         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4612         if (ret) {
4613                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4614                 goto out_end_trans;
4615         }
4616
4617         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4618         if (ret) {
4619                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4620                 goto out_end_trans;
4621         }
4622
4623         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4624                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4625         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4626         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4627
4628         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4629                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4630                                         fs_info->tree_root,
4631                                         dest->root_key.objectid);
4632                 if (ret) {
4633                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4634                         goto out_end_trans;
4635                 }
4636         }
4637
4638         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4639                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4640                                   dest->root_key.objectid);
4641         if (ret && ret != -ENOENT) {
4642                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4643                 goto out_end_trans;
4644         }
4645         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4646                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4647                                           dest->root_item.received_uuid,
4648                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4649                                           dest->root_key.objectid);
4650                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4651                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4652                         goto out_end_trans;
4653                 }
4654         }
4655
4656         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4657         dest->anon_dev = 0;
4658 out_end_trans:
4659         trans->block_rsv = NULL;
4660         trans->bytes_reserved = 0;
4661         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4662         inode->i_flags |= S_DEAD;
4663 out_release:
4664         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4665 out_up_write:
4666         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4667         if (ret) {
4668                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4669                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4670                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4671                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4672                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4673         } else {
4674                 d_invalidate(dentry);
4675                 btrfs_prune_dentries(dest);
4676                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4677         }
4678
4679         return ret;
4680 }
4681
4682 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4683 {
4684         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4685         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4686         int err = 0;
4687         struct btrfs_trans_handle *trans;
4688         u64 last_unlink_trans;
4689
4690         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4691                 return -ENOTEMPTY;
4692         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4693                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4694                         btrfs_err(fs_info,
4695                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4696                         return -EOPNOTSUPP;
4697                 }
4698                 return btrfs_delete_subvolume(dir, dentry);
4699         }
4700
4701         trans = __unlink_start_trans(dir);
4702         if (IS_ERR(trans))
4703                 return PTR_ERR(trans);
4704
4705         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4706                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4707                 goto out;
4708         }
4709
4710         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4711         if (err)
4712                 goto out;
4713
4714         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4715
4716         /* now the directory is empty */
4717         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir),
4718                         BTRFS_I(d_inode(dentry)), dentry->d_name.name,
4719                         dentry->d_name.len);
4720         if (!err) {
4721                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4722                 /*
4723                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4724                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4725                  * log tree in the case we do something like this:
4726                  * 1) create dir foo
4727                  * 2) create snapshot under dir foo
4728                  * 3) delete the snapshot
4729                  * 4) rmdir foo
4730                  * 5) mkdir foo
4731                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4732                  */
4733                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4734                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4735         }
4736 out:
4737         btrfs_end_transaction(trans);
4738         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4739
4740         return err;
4741 }
4742
4743 /*
4744  * btrfs_truncate_block - read, zero a chunk and write a block
4745  * @inode - inode that we're zeroing
4746  * @from - the offset to start zeroing
4747  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4748  *      offset
4749  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4750  *
4751  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4752  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4753  */
4754 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4755                          int front)
4756 {
4757         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4758         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4759         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4760         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4761         struct extent_state *cached_state = NULL;
4762         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4763         bool only_release_metadata = false;
4764         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4765         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4766         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4767         struct page *page;
4768         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4769         size_t write_bytes = blocksize;
4770         int ret = 0;
4771         u64 block_start;
4772         u64 block_end;
4773
4774         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4775             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4776                 goto out;
4777
4778         block_start = round_down(from, blocksize);
4779         block_end = block_start + blocksize - 1;
4780
4781         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4782                                           blocksize);
4783         if (ret < 0) {
4784                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes) > 0) {
4785                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4786                         only_release_metadata = true;
4787                 } else {
4788                         goto out;
4789                 }
4790         }
4791         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4792         if (ret < 0) {
4793                 if (!only_release_metadata)
4794                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4795                                                        block_start, blocksize);
4796                 goto out;
4797         }
4798 again:
4799         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4800         if (!page) {
4801                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4802                                              blocksize, true);
4803                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4804                 ret = -ENOMEM;
4805                 goto out;
4806         }
4807         ret = set_page_extent_mapped(page);
4808         if (ret < 0)
4809                 goto out_unlock;
4810
4811         if (!PageUptodate(page)) {
4812                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4813                 lock_page(page);
4814                 if (page->mapping != mapping) {
4815                         unlock_page(page);
4816                         put_page(page);
4817                         goto again;
4818                 }
4819                 if (!PageUptodate(page)) {
4820                         ret = -EIO;
4821                         goto out_unlock;
4822                 }
4823         }
4824         wait_on_page_writeback(page);
4825
4826         lock_extent_bits(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4827
4828         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4829         if (ordered) {
4830                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4831                                      &cached_state);
4832                 unlock_page(page);
4833                 put_page(page);
4834                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
4835                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4836                 goto again;
4837         }
4838
4839         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4840                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4841                          0, 0, &cached_state);
4842
4843         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4844                                         &cached_state);
4845         if (ret) {
4846                 unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end,
4847                                      &cached_state);
4848                 goto out_unlock;
4849         }
4850
4851         if (offset != blocksize) {
4852                 if (!len)
4853                         len = blocksize - offset;
4854                 if (front)
4855                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4856                                      offset);
4857                 else
4858                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4859                                      len);
4860                 flush_dcache_page(page);
4861         }
4862         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4863                                  block_end + 1 - block_start);
4864         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4865         unlock_extent_cached(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4866
4867         if (only_release_metadata)
4868                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4869                                EXTENT_NORESERVE, 0, NULL, NULL, GFP_NOFS, NULL);
4870
4871 out_unlock:
4872         if (ret) {
4873                 if (only_release_metadata)
4874                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4875                 else
4876                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4877                                         block_start, blocksize, true);
4878         }
4879         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4880         unlock_page(page);
4881         put_page(page);
4882 out:
4883         if (only_release_metadata)
4884                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4885         extent_changeset_free(data_reserved);
4886         return ret;
4887 }
4888
4889 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4890                              u64 offset, u64 len)
4891 {
4892         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4893         struct btrfs_trans_handle *trans;
4894         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4895         int ret;
4896
4897         /*
4898          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4899          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4900          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4901          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4902          */
4903         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4904                 return 0;
4905
4906         /*
4907          * 1 - for the one we're dropping
4908          * 1 - for the one we're adding
4909          * 1 - for updating the inode.
4910          */
4911         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4912         if (IS_ERR(trans))
4913                 return PTR_ERR(trans);
4914
4915         drop_args.start = offset;
4916         drop_args.end = offset + len;
4917         drop_args.drop_cache = true;
4918
4919         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4920         if (ret) {
4921                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4922                 btrfs_end_transaction(trans);
4923                 return ret;
4924         }
4925
4926         ret = btrfs_insert_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
4927                         offset, 0, 0, len, 0, len, 0, 0, 0);
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         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
4952         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4953         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4954         u64 last_byte;
4955         u64 cur_offset;
4956         u64 hole_size;
4957         int err = 0;
4958
4959         /*
4960          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4961          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4962          * expose stale data.
4963          */
4964         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4965         if (err)
4966                 return err;
4967
4968         if (size <= hole_start)
4969                 return 0;
4970
4971         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4972                                            &cached_state);
4973         cur_offset = hole_start;
4974         while (1) {
4975                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4976                                       block_end - cur_offset);
4977                 if (IS_ERR(em)) {
4978                         err = PTR_ERR(em);
4979                         em = NULL;
4980                         break;
4981                 }
4982                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4983                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4984                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4985
4986                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4987                         struct extent_map *hole_em;
4988
4989                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4990                                                 hole_size);
4991                         if (err)
4992                                 break;
4993
4994                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4995                                                         cur_offset, hole_size);
4996                         if (err)
4997                                 break;
4998
4999                         btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5000                                                 cur_offset + hole_size - 1, 0);
5001                         hole_em = alloc_extent_map();
5002                         if (!hole_em) {
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                         while (1) {
5018                                 write_lock(&em_tree->lock);
5019                                 err = add_extent_mapping(em_tree, hole_em, 1);
5020                                 write_unlock(&em_tree->lock);
5021                                 if (err != -EEXIST)
5022                                         break;
5023                                 btrfs_drop_extent_cache(inode, cur_offset,
5024                                                         cur_offset +
5025                                                         hole_size - 1, 0);
5026                         }
5027                         free_extent_map(hole_em);
5028                 } else {
5029                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
5030                                                         cur_offset, hole_size);
5031                         if (err)
5032                                 break;
5033                 }
5034 next:
5035                 free_extent_map(em);
5036                 em = NULL;
5037                 cur_offset = last_byte;
5038                 if (cur_offset >= block_end)
5039                         break;
5040         }
5041         free_extent_map(em);
5042         unlock_extent_cached(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
5043         return err;
5044 }
5045
5046 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
5047 {
5048         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5049         struct btrfs_trans_handle *trans;
5050         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
5051         loff_t newsize = attr->ia_size;
5052         int mask = attr->ia_valid;
5053         int ret;
5054
5055         /*
5056          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
5057          * special case where we need to update the times despite not having
5058          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
5059          * explicitly if it wants a timestamp update.
5060          */
5061         if (newsize != oldsize) {
5062                 inode_inc_iversion(inode);
5063                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME)))
5064                         inode->i_ctime = inode->i_mtime =
5065                                 current_time(inode);
5066         }
5067
5068         if (newsize > oldsize) {
5069                 /*
5070                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
5071                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
5072                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
5073                  * truncation, it must capture all writes that happened before
5074                  * this truncation.
5075                  */
5076                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
5077                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
5078                 if (ret) {
5079                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5080                         return ret;
5081                 }
5082
5083                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
5084                 if (IS_ERR(trans)) {
5085                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5086                         return PTR_ERR(trans);
5087                 }
5088
5089                 i_size_write(inode, newsize);
5090                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5091                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
5092                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
5093                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
5094                 btrfs_end_transaction(trans);
5095         } else {
5096                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5097
5098                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5099                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5100                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5101                                         (u64)-1);
5102                         if (ret)
5103                                 return ret;
5104                 }
5105
5106                 /*
5107                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5108                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5109                  * on close.
5110                  */
5111                 if (newsize == 0)
5112                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5113                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5114
5115                 truncate_setsize(inode, newsize);
5116
5117                 inode_dio_wait(inode);
5118
5119                 ret = btrfs_truncate(inode, newsize == oldsize);
5120                 if (ret && inode->i_nlink) {
5121                         int err;
5122
5123                         /*
5124                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5125                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5126                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5127                          * in-memory size to match.
5128                          */
5129                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5130                         if (err)
5131                                 return err;
5132                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5133                 }
5134         }
5135
5136         return ret;
5137 }
5138
5139 static int btrfs_setattr(struct user_namespace *mnt_userns, struct dentry *dentry,
5140                          struct iattr *attr)
5141 {
5142         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5143         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5144         int err;
5145
5146         if (btrfs_root_readonly(root))
5147                 return -EROFS;
5148
5149         err = setattr_prepare(mnt_userns, dentry, attr);
5150         if (err)
5151                 return err;
5152
5153         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5154                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5155                 if (err)
5156                         return err;
5157         }
5158
5159         if (attr->ia_valid) {
5160                 setattr_copy(mnt_userns, inode, attr);
5161                 inode_inc_iversion(inode);
5162                 err = btrfs_dirty_inode(inode);
5163
5164                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5165                         err = posix_acl_chmod(mnt_userns, inode, inode->i_mode);
5166         }
5167
5168         return err;
5169 }
5170
5171 /*
5172  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5173  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5174  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5175  * huge amount of calls to lock_extent_bits() and clear_extent_bit(),
5176  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5177  * wasting lots of time.
5178  *
5179  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5180  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5181  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5182  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5183  */
5184 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5185 {
5186         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5187         struct extent_map_tree *map_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
5188         struct rb_node *node;
5189
5190         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5191         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5192
5193         write_lock(&map_tree->lock);
5194         while (!RB_EMPTY_ROOT(&map_tree->map.rb_root)) {
5195                 struct extent_map *em;
5196
5197                 node = rb_first_cached(&map_tree->map);
5198                 em = rb_entry(node, struct extent_map, rb_node);
5199                 clear_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
5200                 clear_bit(EXTENT_FLAG_LOGGING, &em->flags);
5201                 remove_extent_mapping(map_tree, em);
5202                 free_extent_map(em);
5203                 if (need_resched()) {
5204                         write_unlock(&map_tree->lock);
5205                         cond_resched();
5206                         write_lock(&map_tree->lock);
5207                 }
5208         }
5209         write_unlock(&map_tree->lock);
5210
5211         /*
5212          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5213          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5214          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5215          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5216          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5217          * ranges can still be locked and eviction started because before
5218          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5219          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5220          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5221          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5222          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5223          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5224          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5225          * use-after-free issue.
5226          */
5227         spin_lock(&io_tree->lock);
5228         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5229                 struct extent_state *state;
5230                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5231                 u64 start;
5232                 u64 end;
5233                 unsigned state_flags;
5234
5235                 node = rb_first(&io_tree->state);
5236                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5237                 start = state->start;
5238                 end = state->end;
5239                 state_flags = state->state;
5240                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5241
5242                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
5243
5244                 /*
5245                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5246                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5247                  * So we need to free its reserved space here.
5248                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5249                  *
5250                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5251                  */
5252                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5253                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5254                                                end - start + 1);
5255
5256                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5257                                  EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
5258                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1, 1,
5259                                  &cached_state);
5260
5261                 cond_resched();
5262                 spin_lock(&io_tree->lock);
5263         }
5264         spin_unlock(&io_tree->lock);
5265 }
5266
5267 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5268                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5269 {
5270         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5271         struct btrfs_trans_handle *trans;
5272         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_insert_metadata_size(fs_info, 1);
5273         int ret;
5274
5275         /*
5276          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5277          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5278          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5279          *
5280          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5281          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5282          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5283          * delayed refs activity by truncating.
5284          *
5285          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5286          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5287          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5288          */
5289         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5290                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5291         if (ret) {
5292                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5293                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5294                 if (ret) {
5295                         btrfs_warn(fs_info,
5296                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5297                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5298                 }
5299                 delayed_refs_extra = 0;
5300         }
5301
5302         trans = btrfs_join_transaction(root);
5303         if (IS_ERR(trans))
5304                 return trans;
5305
5306         if (delayed_refs_extra) {
5307                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5308                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5309                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5310                                         delayed_refs_extra, 1);
5311         }
5312         return trans;
5313 }
5314
5315 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5316 {
5317         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5318         struct btrfs_trans_handle *trans;
5319         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5320         struct btrfs_block_rsv *rsv;
5321         int ret;
5322
5323         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5324
5325         if (!root) {
5326                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5327                 clear_inode(inode);
5328                 return;
5329         }
5330
5331         evict_inode_truncate_pages(inode);
5332
5333         if (inode->i_nlink &&
5334             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5335               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5336              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5337                 goto no_delete;
5338
5339         if (is_bad_inode(inode))
5340                 goto no_delete;
5341
5342         btrfs_free_io_failure_record(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1);
5343
5344         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5345                 goto no_delete;
5346
5347         if (inode->i_nlink > 0) {
5348                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5349                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5350                 goto no_delete;
5351         }
5352
5353         /*
5354          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5355          * the inode update is released.
5356          */
5357         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5358         if (ret)
5359                 goto no_delete;
5360
5361         /*
5362          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5363          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5364          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5365          * the truncate.
5366          */
5367         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5368
5369         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5370         if (!rsv)
5371                 goto no_delete;
5372         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5373         rsv->failfast = 1;
5374
5375         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5376
5377         while (1) {
5378                 struct btrfs_truncate_control control = {
5379                         .inode = BTRFS_I(inode),
5380                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5381                         .new_size = 0,
5382                         .min_type = 0,
5383                 };
5384
5385                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5386                 if (IS_ERR(trans))
5387                         goto free_rsv;
5388
5389                 trans->block_rsv = rsv;
5390
5391                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5392                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5393                 btrfs_end_transaction(trans);
5394                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
5395                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5396                         goto free_rsv;
5397                 else if (!ret)
5398                         break;
5399         }
5400
5401         /*
5402          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5403          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5404          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5405          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5406          *
5407          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5408          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5409          */
5410         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5411         if (!IS_ERR(trans)) {
5412                 trans->block_rsv = rsv;
5413                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5414                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5415                 btrfs_end_transaction(trans);
5416         }
5417
5418 free_rsv:
5419         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5420 no_delete:
5421         /*
5422          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5423          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5424          * to retry these periodically in the future.
5425          */
5426         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5427         fsverity_cleanup_inode(inode);
5428         clear_inode(inode);
5429 }
5430
5431 /*
5432  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5433  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5434  *
5435  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5436  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5437  */
5438 static int btrfs_inode_by_name(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5439                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5440 {
5441         const char *name = dentry->d_name.name;
5442         int namelen = dentry->d_name.len;
5443         struct btrfs_dir_item *di;
5444         struct btrfs_path *path;
5445         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5446         int ret = 0;
5447
5448         path = btrfs_alloc_path();
5449         if (!path)
5450                 return -ENOMEM;
5451
5452         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5453                         name, namelen, 0);
5454         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5455                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5456                 goto out;
5457         }
5458
5459         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5460         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5461             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5462                 ret = -EUCLEAN;
5463                 btrfs_warn(root->fs_info,
5464 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5465                            __func__, name, btrfs_ino(BTRFS_I(dir)),
5466                            location->objectid, location->type, location->offset);
5467         }
5468         if (!ret)
5469                 *type = btrfs_dir_type(path->nodes[0], di);
5470 out:
5471         btrfs_free_path(path);
5472         return ret;
5473 }
5474
5475 /*
5476  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5477  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5478  * is kind of like crossing a mount point.
5479  */
5480 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5481                                     struct inode *dir,
5482                                     struct dentry *dentry,
5483                                     struct btrfs_key *location,
5484                                     struct btrfs_root **sub_root)
5485 {
5486         struct btrfs_path *path;
5487         struct btrfs_root *new_root;
5488         struct btrfs_root_ref *ref;
5489         struct extent_buffer *leaf;
5490         struct btrfs_key key;
5491         int ret;
5492         int err = 0;
5493
5494         path = btrfs_alloc_path();
5495         if (!path) {
5496                 err = -ENOMEM;
5497                 goto out;
5498         }
5499
5500         err = -ENOENT;
5501         key.objectid = BTRFS_I(dir)->root->root_key.objectid;
5502         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5503         key.offset = location->objectid;
5504
5505         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5506         if (ret) {
5507                 if (ret < 0)
5508                         err = ret;
5509                 goto out;
5510         }
5511
5512         leaf = path->nodes[0];
5513         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5514         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(BTRFS_I(dir)) ||
5515             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != dentry->d_name.len)
5516                 goto out;
5517
5518         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, dentry->d_name.name,
5519                                    (unsigned long)(ref + 1),
5520                                    dentry->d_name.len);
5521         if (ret)
5522                 goto out;
5523
5524         btrfs_release_path(path);
5525
5526         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5527         if (IS_ERR(new_root)) {
5528                 err = PTR_ERR(new_root);
5529                 goto out;
5530         }
5531
5532         *sub_root = new_root;
5533         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5534         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5535         location->offset = 0;
5536         err = 0;
5537 out:
5538         btrfs_free_path(path);
5539         return err;
5540 }
5541
5542 static void inode_tree_add(struct inode *inode)
5543 {
5544         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5545         struct btrfs_inode *entry;
5546         struct rb_node **p;
5547         struct rb_node *parent;
5548         struct rb_node *new = &BTRFS_I(inode)->rb_node;
5549         u64 ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5550
5551         if (inode_unhashed(inode))
5552                 return;
5553         parent = NULL;
5554         spin_lock(&root->inode_lock);
5555         p = &root->inode_tree.rb_node;
5556         while (*p) {
5557                 parent = *p;
5558                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5559
5560                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5561                         p = &parent->rb_left;
5562                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5563                         p = &parent->rb_right;
5564                 else {
5565                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5566                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5567                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5568                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5569                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5570                         return;
5571                 }
5572         }
5573         rb_link_node(new, parent, p);
5574         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5575         spin_unlock(&root->inode_lock);
5576 }
5577
5578 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5579 {
5580         struct btrfs_root *root = inode->root;
5581         int empty = 0;
5582
5583         spin_lock(&root->inode_lock);
5584         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5585                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5586                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5587                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5588         }
5589         spin_unlock(&root->inode_lock);
5590
5591         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5592                 spin_lock(&root->inode_lock);
5593                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5594                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5595                 if (empty)
5596                         btrfs_add_dead_root(root);
5597         }
5598 }
5599
5600
5601 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5602 {
5603         struct btrfs_iget_args *args = p;
5604
5605         inode->i_ino = args->ino;
5606         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5607         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5608         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5609         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5610         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5611         return 0;
5612 }
5613
5614 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5615 {
5616         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5617
5618         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5619                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5620 }
5621
5622 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5623                                        struct btrfs_root *root)
5624 {
5625         struct inode *inode;
5626         struct btrfs_iget_args args;
5627         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5628
5629         args.ino = ino;
5630         args.root = root;
5631
5632         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5633                              btrfs_init_locked_inode,
5634                              (void *)&args);
5635         return inode;
5636 }
5637
5638 /*
5639  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5640  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5641  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5642  * later.
5643  */
5644 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5645                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5646 {
5647         struct inode *inode;
5648
5649         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5650         if (!inode)
5651                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5652
5653         if (inode->i_state & I_NEW) {
5654                 int ret;
5655
5656                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5657                 if (!ret) {
5658                         inode_tree_add(inode);
5659                         unlock_new_inode(inode);
5660                 } else {
5661                         iget_failed(inode);
5662                         /*
5663                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5664                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5665                          * was not found.
5666                          */
5667                         if (ret > 0)
5668                                 ret = -ENOENT;
5669                         inode = ERR_PTR(ret);
5670                 }
5671         }
5672
5673         return inode;
5674 }
5675
5676 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5677 {
5678         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5679 }
5680
5681 static struct inode *new_simple_dir(struct super_block *s,
5682                                     struct btrfs_key *key,
5683                                     struct btrfs_root *root)
5684 {
5685         struct inode *inode = new_inode(s);
5686
5687         if (!inode)
5688                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5689
5690         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5691         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5692         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5693
5694         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5695         /*
5696          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5697          * associated with the dentry
5698          */
5699         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5700         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5701         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5702         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5703         inode->i_mtime = current_time(inode);
5704         inode->i_atime = inode->i_mtime;
5705         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
5706         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5707
5708         return inode;
5709 }
5710
5711 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5712 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5713 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5714 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5715 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5716 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5717 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5718 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5719
5720 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5721 {
5722         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5723 }
5724
5725 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5726 {
5727         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5728         struct inode *inode;
5729         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5730         struct btrfs_root *sub_root = root;
5731         struct btrfs_key location;
5732         u8 di_type = 0;
5733         int ret = 0;
5734
5735         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5736                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5737
5738         ret = btrfs_inode_by_name(dir, dentry, &location, &di_type);
5739         if (ret < 0)
5740                 return ERR_PTR(ret);
5741
5742         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5743                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5744                 if (IS_ERR(inode))
5745                         return inode;
5746
5747                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5748                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5749                         btrfs_crit(fs_info,
5750 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5751                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5752                                   di_type);
5753                         iput(inode);
5754                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5755                 }
5756                 return inode;
5757         }
5758
5759         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, dir, dentry,
5760                                        &location, &sub_root);
5761         if (ret < 0) {
5762                 if (ret != -ENOENT)
5763                         inode = ERR_PTR(ret);
5764                 else
5765                         inode = new_simple_dir(dir->i_sb, &location, sub_root);
5766         } else {
5767                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5768         }
5769         if (root != sub_root)
5770                 btrfs_put_root(sub_root);
5771
5772         if (!IS_ERR(inode) && root != sub_root) {
5773                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5774                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5775                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5776                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5777                 if (ret) {
5778                         iput(inode);
5779                         inode = ERR_PTR(ret);
5780                 }
5781         }
5782
5783         return inode;
5784 }
5785
5786 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5787 {
5788         struct btrfs_root *root;
5789         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5790
5791         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5792                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5793
5794         if (inode) {
5795                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5796                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5797                         return 1;
5798
5799                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5800                         return 1;
5801         }
5802         return 0;
5803 }
5804
5805 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5806                                    unsigned int flags)
5807 {
5808         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5809
5810         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5811                 inode = NULL;
5812         return d_splice_alias(inode, dentry);
5813 }
5814
5815 /*
5816  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5817  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5818  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5819  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5820  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5821  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5822  * tree lock.
5823  */
5824 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5825 {
5826         struct btrfs_file_private *private;
5827
5828         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5829         if (!private)
5830                 return -ENOMEM;
5831         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5832         if (!private->filldir_buf) {
5833                 kfree(private);
5834                 return -ENOMEM;
5835         }
5836         file->private_data = private;
5837         return 0;
5838 }
5839
5840 struct dir_entry {
5841         u64 ino;
5842         u64 offset;
5843         unsigned type;
5844         int name_len;
5845 };
5846
5847 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5848 {
5849         while (entries--) {
5850                 struct dir_entry *entry = addr;
5851                 char *name = (char *)(entry + 1);
5852
5853                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5854                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5855                                          get_unaligned(&entry->ino),
5856                                          get_unaligned(&entry->type)))
5857                         return 1;
5858                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5859                         get_unaligned(&entry->name_len);
5860                 ctx->pos++;
5861         }
5862         return 0;
5863 }
5864
5865 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5866 {
5867         struct inode *inode = file_inode(file);
5868         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5869         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5870         struct btrfs_dir_item *di;
5871         struct btrfs_key key;
5872         struct btrfs_key found_key;
5873         struct btrfs_path *path;
5874         void *addr;
5875         struct list_head ins_list;
5876         struct list_head del_list;
5877         int ret;
5878         char *name_ptr;
5879         int name_len;
5880         int entries = 0;
5881         int total_len = 0;
5882         bool put = false;
5883         struct btrfs_key location;
5884
5885         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5886                 return 0;
5887
5888         path = btrfs_alloc_path();
5889         if (!path)
5890                 return -ENOMEM;
5891
5892         addr = private->filldir_buf;
5893         path->reada = READA_FORWARD;
5894
5895         INIT_LIST_HEAD(&ins_list);
5896         INIT_LIST_HEAD(&del_list);
5897         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5898
5899 again:
5900         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5901         key.offset = ctx->pos;
5902         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5903
5904         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5905                 struct dir_entry *entry;
5906                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5907
5908                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5909                         break;
5910                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5911                         break;
5912                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5913                         continue;
5914                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5915                         continue;
5916                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5917                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5918                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5919                     PAGE_SIZE) {
5920                         btrfs_release_path(path);
5921                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5922                         if (ret)
5923                                 goto nopos;
5924                         addr = private->filldir_buf;
5925                         entries = 0;
5926                         total_len = 0;
5927                         goto again;
5928                 }
5929
5930                 entry = addr;
5931                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5932                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5933                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr, (unsigned long)(di + 1),
5934                                    name_len);
5935                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(btrfs_dir_type(leaf, di)),
5936                                 &entry->type);
5937                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5938                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5939                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5940                 entries++;
5941                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5942                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5943         }
5944         /* Catch error encountered during iteration */
5945         if (ret < 0)
5946                 goto err;
5947
5948         btrfs_release_path(path);
5949
5950         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5951         if (ret)
5952                 goto nopos;
5953
5954         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5955         if (ret)
5956                 goto nopos;
5957
5958         /*
5959          * Stop new entries from being returned after we return the last
5960          * entry.
5961          *
5962          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5963          * offset.  This means that new entries created during readdir
5964          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5965          * This has broken buggy programs which operate on names as
5966          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5967          * we have this hack to stop new entries from being returned
5968          * under the assumption that they'll never reach this huge
5969          * offset.
5970          *
5971          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5972          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5973          * in the past.
5974          */
5975         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5976                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5977         else
5978                 ctx->pos = INT_MAX;
5979 nopos:
5980         ret = 0;
5981 err:
5982         if (put)
5983                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5984         btrfs_free_path(path);
5985         return ret;
5986 }
5987
5988 /*
5989  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5990  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5991  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5992  * to keep or drop this code.
5993  */
5994 static int btrfs_dirty_inode(struct inode *inode)
5995 {
5996         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5997         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5998         struct btrfs_trans_handle *trans;
5999         int ret;
6000
6001         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
6002                 return 0;
6003
6004         trans = btrfs_join_transaction(root);
6005         if (IS_ERR(trans))
6006                 return PTR_ERR(trans);
6007
6008         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6009         if (ret && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT)) {
6010                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6011                 btrfs_end_transaction(trans);
6012                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6013                 if (IS_ERR(trans))
6014                         return PTR_ERR(trans);
6015
6016                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6017         }
6018         btrfs_end_transaction(trans);
6019         if (BTRFS_I(inode)->delayed_node)
6020                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6021
6022         return ret;
6023 }
6024
6025 /*
6026  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6027  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6028  */
6029 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *now,
6030                              int flags)
6031 {
6032         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6033         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6034
6035         if (btrfs_root_readonly(root))
6036                 return -EROFS;
6037
6038         if (flags & S_VERSION)
6039                 dirty |= inode_maybe_inc_iversion(inode, dirty);
6040         if (flags & S_CTIME)
6041                 inode->i_ctime = *now;
6042         if (flags & S_MTIME)
6043                 inode->i_mtime = *now;
6044         if (flags & S_ATIME)
6045                 inode->i_atime = *now;
6046         return dirty ? btrfs_dirty_inode(inode) : 0;
6047 }
6048
6049 /*
6050  * find the highest existing sequence number in a directory
6051  * and then set the in-memory index_cnt variable to reflect
6052  * free sequence numbers
6053  */
6054 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
6055 {
6056         struct btrfs_root *root = inode->root;
6057         struct btrfs_key key, found_key;
6058         struct btrfs_path *path;
6059         struct extent_buffer *leaf;
6060         int ret;
6061
6062         key.objectid = btrfs_ino(inode);
6063         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
6064         key.offset = (u64)-1;
6065
6066         path = btrfs_alloc_path();
6067         if (!path)
6068                 return -ENOMEM;
6069
6070         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
6071         if (ret < 0)
6072                 goto out;
6073         /* FIXME: we should be able to handle this */
6074         if (ret == 0)
6075                 goto out;
6076         ret = 0;
6077
6078         if (path->slots[0] == 0) {
6079                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6080                 goto out;
6081         }
6082
6083         path->slots[0]--;
6084
6085         leaf = path->nodes[0];
6086         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6087
6088         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
6089             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
6090                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6091                 goto out;
6092         }
6093
6094         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
6095 out:
6096         btrfs_free_path(path);
6097         return ret;
6098 }
6099
6100 /*
6101  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6102  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6103  */
6104 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6105 {
6106         int ret = 0;
6107
6108         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6109                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6110                 if (ret) {
6111                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6112                         if (ret)
6113                                 return ret;
6114                 }
6115         }
6116
6117         *index = dir->index_cnt;
6118         dir->index_cnt++;
6119
6120         return ret;
6121 }
6122
6123 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6124 {
6125         struct btrfs_iget_args args;
6126
6127         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6128         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6129
6130         return insert_inode_locked4(inode,
6131                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6132                    btrfs_find_actor, &args);
6133 }
6134
6135 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6136                             unsigned int *trans_num_items)
6137 {
6138         struct inode *dir = args->dir;
6139         struct inode *inode = args->inode;
6140         int ret;
6141
6142         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6143         if (ret)
6144                 return ret;
6145
6146         /* 1 to add inode item */
6147         *trans_num_items = 1;
6148         /* 1 to add compression property */
6149         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6150                 (*trans_num_items)++;
6151         /* 1 to add default ACL xattr */
6152         if (args->default_acl)
6153                 (*trans_num_items)++;
6154         /* 1 to add access ACL xattr */
6155         if (args->acl)
6156                 (*trans_num_items)++;
6157 #ifdef CONFIG_SECURITY
6158         /* 1 to add LSM xattr */
6159         if (dir->i_security)
6160                 (*trans_num_items)++;
6161 #endif
6162         if (args->orphan) {
6163                 /* 1 to add orphan item */
6164                 (*trans_num_items)++;
6165         } else {
6166                 /*
6167                  * 1 to add dir item
6168                  * 1 to add dir index
6169                  * 1 to update parent inode item
6170                  *
6171                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6172                  * inserted in a batch together with the inode item at
6173                  * btrfs_create_new_inode().
6174                  */
6175                 *trans_num_items += 3;
6176         }
6177         return 0;
6178 }
6179
6180 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6181 {
6182         posix_acl_release(args->acl);
6183         posix_acl_release(args->default_acl);
6184 }
6185
6186 /*
6187  * Inherit flags from the parent inode.
6188  *
6189  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6190  */
6191 static void btrfs_inherit_iflags(struct inode *inode, struct inode *dir)
6192 {
6193         unsigned int flags;
6194
6195         flags = BTRFS_I(dir)->flags;
6196
6197         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6198                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6199                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6200         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6201                 BTRFS_I(inode)->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6202                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6203         }
6204
6205         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6206                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6207                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
6208                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6209         }
6210
6211         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
6212 }
6213
6214 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6215                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6216 {
6217         struct inode *dir = args->dir;
6218         struct inode *inode = args->inode;
6219         const char *name = args->orphan ? NULL : args->dentry->d_name.name;
6220         int name_len = args->orphan ? 0 : args->dentry->d_name.len;
6221         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6222         struct btrfs_root *root;
6223         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6224         struct btrfs_key *location;
6225         struct btrfs_path *path;
6226         u64 objectid;
6227         struct btrfs_inode_ref *ref;
6228         struct btrfs_key key[2];
6229         u32 sizes[2];
6230         struct btrfs_item_batch batch;
6231         unsigned long ptr;
6232         int ret;
6233
6234         path = btrfs_alloc_path();
6235         if (!path)
6236                 return -ENOMEM;
6237
6238         if (!args->subvol)
6239                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6240         root = BTRFS_I(inode)->root;
6241
6242         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6243         if (ret)
6244                 goto out;
6245         inode->i_ino = objectid;
6246
6247         if (args->orphan) {
6248                 /*
6249                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6250                  * fill in an inode item with the correct link count.
6251                  */
6252                 set_nlink(inode, 0);
6253         } else {
6254                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6255
6256                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6257                 if (ret)
6258                         goto out;
6259         }
6260         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6261         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6262         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6263         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6264
6265         /*
6266          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6267          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6268          * change it now without compatibility issues.
6269          */
6270         if (!args->subvol)
6271                 btrfs_inherit_iflags(inode, dir);
6272
6273         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6274                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6275                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6276                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6277                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6278                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6279         }
6280
6281         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6282         location->objectid = objectid;
6283         location->offset = 0;
6284         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6285
6286         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6287         if (ret < 0) {
6288                 if (!args->orphan)
6289                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6290                 goto out;
6291         }
6292
6293         /*
6294          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6295          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6296          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6297          * old info in the log.
6298          */
6299         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6300
6301         key[0].objectid = objectid;
6302         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6303         key[0].offset = 0;
6304
6305         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6306
6307         if (!args->orphan) {
6308                 /*
6309                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6310                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6311                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6312                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6313                  */
6314                 key[1].objectid = objectid;
6315                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6316                 if (args->subvol) {
6317                         key[1].offset = objectid;
6318                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6319                 } else {
6320                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6321                         sizes[1] = name_len + sizeof(*ref);
6322                 }
6323         }
6324
6325         batch.keys = &key[0];
6326         batch.data_sizes = &sizes[0];
6327         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6328         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6329         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6330         if (ret != 0) {
6331                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6332                 goto discard;
6333         }
6334
6335         inode->i_mtime = current_time(inode);
6336         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6337         inode->i_ctime = inode->i_mtime;
6338         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6339
6340         /*
6341          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6342          * must be fully initialized.
6343          */
6344
6345         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6346                                   struct btrfs_inode_item);
6347         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6348                              sizeof(*inode_item));
6349         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6350
6351         if (!args->orphan) {
6352                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6353                                      struct btrfs_inode_ref);
6354                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6355                 if (args->subvol) {
6356                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6357                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6358                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6359                 } else {
6360                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, name_len);
6361                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6362                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6363                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name, ptr, name_len);
6364                 }
6365         }
6366
6367         btrfs_mark_buffer_dirty(path->nodes[0]);
6368         btrfs_release_path(path);
6369
6370         if (args->subvol) {
6371                 struct inode *parent;
6372
6373                 /*
6374                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6375                  * not the directory they were created in.
6376                  */
6377                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6378                                     BTRFS_I(dir)->root);
6379                 if (IS_ERR(parent)) {
6380                         ret = PTR_ERR(parent);
6381                 } else {
6382                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6383                         iput(parent);
6384                 }
6385         } else {
6386                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6387         }
6388         if (ret) {
6389                 btrfs_err(fs_info,
6390                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6391                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6392                           ret);
6393         }
6394
6395         /*
6396          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6397          * probably a bug.
6398          */
6399         if (!args->subvol) {
6400                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6401                 if (ret) {
6402                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6403                         goto discard;
6404                 }
6405         }
6406
6407         inode_tree_add(inode);
6408
6409         trace_btrfs_inode_new(inode);
6410         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6411
6412         btrfs_update_root_times(trans, root);
6413
6414         if (args->orphan) {
6415                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6416         } else {
6417                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6418                                      name_len, 0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6419         }
6420         if (ret) {
6421                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6422                 goto discard;
6423         }
6424
6425         ret = 0;
6426         goto out;
6427
6428 discard:
6429         /*
6430          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6431          * to the inode.
6432          */
6433         ihold(inode);
6434         discard_new_inode(inode);
6435 out:
6436         btrfs_free_path(path);
6437         return ret;
6438 }
6439
6440 /*
6441  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6442  * a give name and a given sequence number.
6443  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6444  * inode to the parent directory.
6445  */
6446 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6447                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6448                    const char *name, int name_len, int add_backref, u64 index)
6449 {
6450         int ret = 0;
6451         struct btrfs_key key;
6452         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6453         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6454         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6455
6456         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6457                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6458         } else {
6459                 key.objectid = ino;
6460                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6461                 key.offset = 0;
6462         }
6463
6464         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6465                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6466                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6467                                          index, name, name_len);
6468         } else if (add_backref) {
6469                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name, name_len, ino,
6470                                              parent_ino, index);
6471         }
6472
6473         /* Nothing to clean up yet */
6474         if (ret)
6475                 return ret;
6476
6477         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, name_len, parent_inode, &key,
6478                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6479         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6480                 goto fail_dir_item;
6481         else if (ret) {
6482                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6483                 return ret;
6484         }
6485
6486         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6487                            name_len * 2);
6488         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6489         /*
6490          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6491          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6492          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6493          * values (the ones it had when the fsync was done).
6494          */
6495         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags)) {
6496                 struct timespec64 now = current_time(&parent_inode->vfs_inode);
6497
6498                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime = now;
6499                 parent_inode->vfs_inode.i_ctime = now;
6500         }
6501         ret = btrfs_update_inode(trans, root, parent_inode);
6502         if (ret)
6503                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6504         return ret;
6505
6506 fail_dir_item:
6507         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6508                 u64 local_index;
6509                 int err;
6510                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6511                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6512                                          &local_index, name, name_len);
6513                 if (err)
6514                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6515         } else if (add_backref) {
6516                 u64 local_index;
6517                 int err;
6518
6519                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, name_len,
6520                                           ino, parent_ino, &local_index);
6521                 if (err)
6522                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6523         }
6524
6525         /* Return the original error code */
6526         return ret;
6527 }
6528
6529 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6530                                struct inode *inode)
6531 {
6532         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6533         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6534         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6535                 .dir = dir,
6536                 .dentry = dentry,
6537                 .inode = inode,
6538         };
6539         unsigned int trans_num_items;
6540         struct btrfs_trans_handle *trans;
6541         int err;
6542
6543         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6544         if (err)
6545                 goto out_inode;
6546
6547         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6548         if (IS_ERR(trans)) {
6549                 err = PTR_ERR(trans);
6550                 goto out_new_inode_args;
6551         }
6552
6553         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6554         if (!err)
6555                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6556
6557         btrfs_end_transaction(trans);
6558         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6559 out_new_inode_args:
6560         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6561 out_inode:
6562         if (err)
6563                 iput(inode);
6564         return err;
6565 }
6566
6567 static int btrfs_mknod(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6568                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6569 {
6570         struct inode *inode;
6571
6572         inode = new_inode(dir->i_sb);
6573         if (!inode)
6574                 return -ENOMEM;
6575         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6576         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6577         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6578         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6579 }
6580
6581 static int btrfs_create(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6582                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6583 {
6584         struct inode *inode;
6585
6586         inode = new_inode(dir->i_sb);
6587         if (!inode)
6588                 return -ENOMEM;
6589         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
6590         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6591         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6592         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6593         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6594 }
6595
6596 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6597                       struct dentry *dentry)
6598 {
6599         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6600         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6601         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6602         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6603         u64 index;
6604         int err;
6605         int drop_inode = 0;
6606
6607         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6608         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6609                 return -EXDEV;
6610
6611         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6612                 return -EMLINK;
6613
6614         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6615         if (err)
6616                 goto fail;
6617
6618         /*
6619          * 2 items for inode and inode ref
6620          * 2 items for dir items
6621          * 1 item for parent inode
6622          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6623          */
6624         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6625         if (IS_ERR(trans)) {
6626                 err = PTR_ERR(trans);
6627                 trans = NULL;
6628                 goto fail;
6629         }
6630
6631         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6632         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6633         inc_nlink(inode);
6634         inode_inc_iversion(inode);
6635         inode->i_ctime = current_time(inode);
6636         ihold(inode);
6637         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6638
6639         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6640                              dentry->d_name.name, dentry->d_name.len, 1, index);
6641
6642         if (err) {
6643                 drop_inode = 1;
6644         } else {
6645                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6646
6647                 err = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
6648                 if (err)
6649                         goto fail;
6650                 if (inode->i_nlink == 1) {
6651                         /*
6652                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6653                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6654                          */
6655                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6656                         if (err)
6657                                 goto fail;
6658                 }
6659                 d_instantiate(dentry, inode);
6660                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6661         }
6662
6663 fail:
6664         if (trans)
6665                 btrfs_end_transaction(trans);
6666         if (drop_inode) {
6667                 inode_dec_link_count(inode);
6668                 iput(inode);
6669         }
6670         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6671         return err;
6672 }
6673
6674 static int btrfs_mkdir(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
6675                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6676 {
6677         struct inode *inode;
6678
6679         inode = new_inode(dir->i_sb);
6680         if (!inode)
6681                 return -ENOMEM;
6682         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6683         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6684         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6685         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6686 }
6687
6688 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6689                                       struct page *page,
6690                                       size_t pg_offset, u64 extent_offset,
6691                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6692 {
6693         int ret;
6694         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6695         char *tmp;
6696         size_t max_size;
6697         unsigned long inline_size;
6698         unsigned long ptr;
6699         int compress_type;
6700
6701         WARN_ON(pg_offset != 0);
6702         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6703         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6704         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6705         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6706         if (!tmp)
6707                 return -ENOMEM;
6708         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6709
6710         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6711
6712         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6713         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page,
6714                                extent_offset, inline_size, max_size);
6715
6716         /*
6717          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6718          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6719          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6720          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6721          * cover that region here.
6722          */
6723
6724         if (max_size + pg_offset < PAGE_SIZE)
6725                 memzero_page(page,  pg_offset + max_size,
6726                              PAGE_SIZE - max_size - pg_offset);
6727         kfree(tmp);
6728         return ret;
6729 }
6730
6731 /**
6732  * btrfs_get_extent - Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6733  * @inode:      file to search in
6734  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6735  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6736  * @start:      file offset
6737  * @len:        length of range starting at @start
6738  *
6739  * This returns the first &struct extent_map which overlaps with the given
6740  * range, reading it from the B-tree and caching it if necessary. Note that
6741  * there may be more extents which overlap the given range after the returned
6742  * extent_map.
6743  *
6744  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6745  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6746  *
6747  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6748  */
6749 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6750                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6751                                     u64 start, u64 len)
6752 {
6753         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6754         int ret = 0;
6755         u64 extent_start = 0;
6756         u64 extent_end = 0;
6757         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6758         int extent_type = -1;
6759         struct btrfs_path *path = NULL;
6760         struct btrfs_root *root = inode->root;
6761         struct btrfs_file_extent_item *item;
6762         struct extent_buffer *leaf;
6763         struct btrfs_key found_key;
6764         struct extent_map *em = NULL;
6765         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6766         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
6767
6768         read_lock(&em_tree->lock);
6769         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6770         read_unlock(&em_tree->lock);
6771
6772         if (em) {
6773                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6774                         free_extent_map(em);
6775                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6776                         free_extent_map(em);
6777                 else
6778                         goto out;
6779         }
6780         em = alloc_extent_map();
6781         if (!em) {
6782                 ret = -ENOMEM;
6783                 goto out;
6784         }
6785         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6786         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6787         em->len = (u64)-1;
6788         em->block_len = (u64)-1;
6789
6790         path = btrfs_alloc_path();
6791         if (!path) {
6792                 ret = -ENOMEM;
6793                 goto out;
6794         }
6795
6796         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6797         path->reada = READA_FORWARD;
6798
6799         /*
6800          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6801          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6802          * point the commit_root has everything we need.
6803          */
6804         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6805                 path->search_commit_root = 1;
6806                 path->skip_locking = 1;
6807         }
6808
6809         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6810         if (ret < 0) {
6811                 goto out;
6812         } else if (ret > 0) {
6813                 if (path->slots[0] == 0)
6814                         goto not_found;
6815                 path->slots[0]--;
6816                 ret = 0;
6817         }
6818
6819         leaf = path->nodes[0];
6820         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6821                               struct btrfs_file_extent_item);
6822         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6823         if (found_key.objectid != objectid ||
6824             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6825                 /*
6826                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6827                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6828                  * say there is a hole for our whole search range which can
6829                  * cause problems.
6830                  */
6831                 extent_end = start;
6832                 goto next;
6833         }
6834
6835         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6836         extent_start = found_key.offset;
6837         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6838         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6839             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6840                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6841                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6842                         ret = -EUCLEAN;
6843                         btrfs_crit(fs_info,
6844                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6845                                    btrfs_ino(inode));
6846                         goto out;
6847                 }
6848                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6849                                                        extent_start);
6850         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6851                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6852                                                       path->slots[0],
6853                                                       extent_start);
6854         }
6855 next:
6856         if (start >= extent_end) {
6857                 path->slots[0]++;
6858                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6859                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6860                         if (ret < 0)
6861                                 goto out;
6862                         else if (ret > 0)
6863                                 goto not_found;
6864
6865                         leaf = path->nodes[0];
6866                 }
6867                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6868                 if (found_key.objectid != objectid ||
6869                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6870                         goto not_found;
6871                 if (start + len <= found_key.offset)
6872                         goto not_found;
6873                 if (start > found_key.offset)
6874                         goto next;
6875
6876                 /* New extent overlaps with existing one */
6877                 em->start = start;
6878                 em->orig_start = start;
6879                 em->len = found_key.offset - start;
6880                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6881                 goto insert;
6882         }
6883
6884         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, !page, em);
6885
6886         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6887             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6888                 goto insert;
6889         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6890                 unsigned long ptr;
6891                 char *map;
6892                 size_t size;
6893                 size_t extent_offset;
6894                 size_t copy_size;
6895
6896                 if (!page)
6897                         goto out;
6898
6899                 size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6900                 extent_offset = page_offset(page) + pg_offset - extent_start;
6901                 copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE - pg_offset,
6902                                   size - extent_offset);
6903                 em->start = extent_start + extent_offset;
6904                 em->len = ALIGN(copy_size, fs_info->sectorsize);
6905                 em->orig_block_len = em->len;
6906                 em->orig_start = em->start;
6907                 ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item) + extent_offset;
6908
6909                 if (!PageUptodate(page)) {
6910                         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, item) !=
6911                             BTRFS_COMPRESS_NONE) {
6912                                 ret = uncompress_inline(path, page, pg_offset,
6913                                                         extent_offset, item);
6914                                 if (ret)
6915                                         goto out;
6916                         } else {
6917                                 map = kmap_local_page(page);
6918                                 read_extent_buffer(leaf, map + pg_offset, ptr,
6919                                                    copy_size);
6920                                 if (pg_offset + copy_size < PAGE_SIZE) {
6921                                         memset(map + pg_offset + copy_size, 0,
6922                                                PAGE_SIZE - pg_offset -
6923                                                copy_size);
6924                                 }
6925                                 kunmap_local(map);
6926                         }
6927                         flush_dcache_page(page);
6928                 }
6929                 set_extent_uptodate(io_tree, em->start,
6930                                     extent_map_end(em) - 1, NULL, GFP_NOFS);
6931                 goto insert;
6932         }
6933 not_found:
6934         em->start = start;
6935         em->orig_start = start;
6936         em->len = len;
6937         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6938 insert:
6939         ret = 0;
6940         btrfs_release_path(path);
6941         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6942                 btrfs_err(fs_info,
6943                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6944                           em->start, em->len, start, len);
6945                 ret = -EIO;
6946                 goto out;
6947         }
6948
6949         write_lock(&em_tree->lock);
6950         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6951         write_unlock(&em_tree->lock);
6952 out:
6953         btrfs_free_path(path);
6954
6955         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6956
6957         if (ret) {
6958                 free_extent_map(em);
6959                 return ERR_PTR(ret);
6960         }
6961         return em;
6962 }
6963
6964 struct extent_map *btrfs_get_extent_fiemap(struct btrfs_inode *inode,
6965                                            u64 start, u64 len)
6966 {
6967         struct extent_map *em;
6968         struct extent_map *hole_em = NULL;
6969         u64 delalloc_start = start;
6970         u64 end;
6971         u64 delalloc_len;
6972         u64 delalloc_end;
6973         int err = 0;
6974
6975         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, len);
6976         if (IS_ERR(em))
6977                 return em;
6978         /*
6979          * If our em maps to:
6980          * - a hole or
6981          * - a pre-alloc extent,
6982          * there might actually be delalloc bytes behind it.
6983          */
6984         if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE &&
6985             !test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
6986                 return em;
6987         else
6988                 hole_em = em;
6989
6990         /* check to see if we've wrapped (len == -1 or similar) */
6991         end = start + len;
6992         if (end < start)
6993                 end = (u64)-1;
6994         else
6995                 end -= 1;
6996
6997         em = NULL;
6998
6999         /* ok, we didn't find anything, lets look for delalloc */
7000         delalloc_len = count_range_bits(&inode->io_tree, &delalloc_start,
7001                                  end, len, EXTENT_DELALLOC, 1);
7002         delalloc_end = delalloc_start + delalloc_len;
7003         if (delalloc_end < delalloc_start)
7004                 delalloc_end = (u64)-1;
7005
7006         /*
7007          * We didn't find anything useful, return the original results from
7008          * get_extent()
7009          */
7010         if (delalloc_start > end || delalloc_end <= start) {
7011                 em = hole_em;
7012                 hole_em = NULL;
7013                 goto out;
7014         }
7015
7016         /*
7017          * Adjust the delalloc_start to make sure it doesn't go backwards from
7018          * the start they passed in
7019          */
7020         delalloc_start = max(start, delalloc_start);
7021         delalloc_len = delalloc_end - delalloc_start;
7022
7023         if (delalloc_len > 0) {
7024                 u64 hole_start;
7025                 u64 hole_len;
7026                 const u64 hole_end = extent_map_end(hole_em);
7027
7028                 em = alloc_extent_map();
7029                 if (!em) {
7030                         err = -ENOMEM;
7031                         goto out;
7032                 }
7033
7034                 ASSERT(hole_em);
7035                 /*
7036                  * When btrfs_get_extent can't find anything it returns one
7037                  * huge hole
7038                  *
7039                  * Make sure what it found really fits our range, and adjust to
7040                  * make sure it is based on the start from the caller
7041                  */
7042                 if (hole_end <= start || hole_em->start > end) {
7043                        free_extent_map(hole_em);
7044                        hole_em = NULL;
7045                 } else {
7046                        hole_start = max(hole_em->start, start);
7047                        hole_len = hole_end - hole_start;
7048                 }
7049
7050                 if (hole_em && delalloc_start > hole_start) {
7051                         /*
7052                          * Our hole starts before our delalloc, so we have to
7053                          * return just the parts of the hole that go until the
7054                          * delalloc starts
7055                          */
7056                         em->len = min(hole_len, delalloc_start - hole_start);
7057                         em->start = hole_start;
7058                         em->orig_start = hole_start;
7059                         /*
7060                          * Don't adjust block start at all, it is fixed at
7061                          * EXTENT_MAP_HOLE
7062                          */
7063                         em->block_start = hole_em->block_start;
7064                         em->block_len = hole_len;
7065                         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &hole_em->flags))
7066                                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
7067                 } else {
7068                         /*
7069                          * Hole is out of passed range or it starts after
7070                          * delalloc range
7071                          */
7072                         em->start = delalloc_start;
7073                         em->len = delalloc_len;
7074                         em->orig_start = delalloc_start;
7075                         em->block_start = EXTENT_MAP_DELALLOC;
7076                         em->block_len = delalloc_len;
7077                 }
7078         } else {
7079                 return hole_em;
7080         }
7081 out:
7082
7083         free_extent_map(hole_em);
7084         if (err) {
7085                 free_extent_map(em);
7086                 return ERR_PTR(err);
7087         }
7088         return em;
7089 }
7090
7091 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
7092                                                   const u64 start,
7093                                                   const u64 len,
7094                                                   const u64 orig_start,
7095                                                   const u64 block_start,
7096                                                   const u64 block_len,
7097                                                   const u64 orig_block_len,
7098                                                   const u64 ram_bytes,
7099                                                   const int type)
7100 {
7101         struct extent_map *em = NULL;
7102         int ret;
7103
7104         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
7105                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
7106                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
7107                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
7108                                   type);
7109                 if (IS_ERR(em))
7110                         goto out;
7111         }
7112         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, len, len, block_start,
7113                                        block_len, 0,
7114                                        (1 << type) |
7115                                        (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
7116                                        BTRFS_COMPRESS_NONE);
7117         if (ret) {
7118                 if (em) {
7119                         free_extent_map(em);
7120                         btrfs_drop_extent_cache(inode, start, start + len - 1, 0);
7121                 }
7122                 em = ERR_PTR(ret);
7123         }
7124  out:
7125
7126         return em;
7127 }
7128
7129 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
7130                                                   u64 start, u64 len)
7131 {
7132         struct btrfs_root *root = inode->root;
7133         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
7134         struct extent_map *em;
7135         struct btrfs_key ins;
7136         u64 alloc_hint;
7137         int ret;
7138
7139         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
7140         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
7141                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
7142         if (ret)
7143                 return ERR_PTR(ret);
7144
7145         em = btrfs_create_dio_extent(inode, start, ins.offset, start,
7146                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
7147                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7148         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
7149         if (IS_ERR(em))
7150                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
7151                                            1);
7152
7153         return em;
7154 }
7155
7156 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7157 {
7158         struct btrfs_block_group *block_group;
7159         bool readonly = false;
7160
7161         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7162         if (!block_group || block_group->ro)
7163                 readonly = true;
7164         if (block_group)
7165                 btrfs_put_block_group(block_group);
7166         return readonly;
7167 }
7168
7169 /*
7170  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7171  *
7172  * @offset:     File offset
7173  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7174  *              range
7175  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7176  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7177  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7178  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7179  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7180  *
7181  * Return:
7182  * >0   and update @len if we can do nocow write
7183  *  0   if we can't do nocow write
7184  * <0   if error happened
7185  *
7186  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7187  *       any ordered extents.
7188  */
7189 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7190                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7191                               u64 *ram_bytes, bool strict)
7192 {
7193         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7194         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7195         struct btrfs_path *path;
7196         int ret;
7197         struct extent_buffer *leaf;
7198         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7199         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7200         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7201         struct btrfs_key key;
7202         int found_type;
7203
7204         path = btrfs_alloc_path();
7205         if (!path)
7206                 return -ENOMEM;
7207
7208         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7209                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7210         if (ret < 0)
7211                 goto out;
7212
7213         if (ret == 1) {
7214                 if (path->slots[0] == 0) {
7215                         /* can't find the item, must cow */
7216                         ret = 0;
7217                         goto out;
7218                 }
7219                 path->slots[0]--;
7220         }
7221         ret = 0;
7222         leaf = path->nodes[0];
7223         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7224         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7225             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7226                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7227                 goto out;
7228         }
7229
7230         if (key.offset > offset) {
7231                 /* Wrong offset, must cow */
7232                 goto out;
7233         }
7234
7235         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7236                 goto out;
7237
7238         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7239         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7240         if (ram_bytes)
7241                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7242
7243         nocow_args.start = offset;
7244         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7245         nocow_args.strict = strict;
7246         nocow_args.free_path = true;
7247
7248         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7249         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7250         path = NULL;
7251
7252         if (ret != 1) {
7253                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7254                 ret = 0;
7255                 goto out;
7256         }
7257
7258         ret = 0;
7259         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7260                 goto out;
7261
7262         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7263             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7264                 u64 range_end;
7265
7266                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7267                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7268                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7269                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7270                 if (ret) {
7271                         ret = -EAGAIN;
7272                         goto out;
7273                 }
7274         }
7275
7276         if (orig_start)
7277                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7278         if (orig_block_len)
7279                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7280
7281         *len = nocow_args.num_bytes;
7282         ret = 1;
7283 out:
7284         btrfs_free_path(path);
7285         return ret;
7286 }
7287
7288 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7289                               struct extent_state **cached_state,
7290                               unsigned int iomap_flags)
7291 {
7292         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7293         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7294         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7295         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7296         int ret = 0;
7297
7298         while (1) {
7299                 if (nowait) {
7300                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend))
7301                                 return -EAGAIN;
7302                 } else {
7303                         lock_extent_bits(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7304                 }
7305                 /*
7306                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7307                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7308                  * extents in this range.
7309                  */
7310                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7311                                                      lockend - lockstart + 1);
7312
7313                 /*
7314                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7315                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7316                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7317                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7318                  * get stale data.
7319                  */
7320                 if (!ordered &&
7321                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7322                                                          lockstart, lockend)))
7323                         break;
7324
7325                 unlock_extent_cached(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7326
7327                 if (ordered) {
7328                         if (nowait) {
7329                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7330                                 ret = -EAGAIN;
7331                                 break;
7332                         }
7333                         /*
7334                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7335                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7336                          * to complete and retry, because if we do so we can
7337                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7338                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7339                          * than one extent map, if at this point has already
7340                          * created an ordered extent for a previous extent map
7341                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7342                          * concurrent write against that previous extent map's
7343                          * range and this range started (we unlock the ranges
7344                          * in the io tree only when the bios complete and
7345                          * buffered writes always lock pages before attempting
7346                          * to lock range in the io tree).
7347                          */
7348                         if (writing ||
7349                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7350                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
7351                         else
7352                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7353                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7354                 } else {
7355                         /*
7356                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7357                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7358                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7359                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7360                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7361                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7362                          * ordered dio extent we created before but did not have
7363                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7364                          * complete), which makes readahead wait for that
7365                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7366                          * that page.
7367                          */
7368                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7369                 }
7370
7371                 if (ret)
7372                         break;
7373
7374                 cond_resched();
7375         }
7376
7377         return ret;
7378 }
7379
7380 /* The callers of this must take lock_extent() */
7381 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7382                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7383                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7384                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7385                                        int type)
7386 {
7387         struct extent_map_tree *em_tree;
7388         struct extent_map *em;
7389         int ret;
7390
7391         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7392                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7393                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7394                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7395
7396         em_tree = &inode->extent_tree;
7397         em = alloc_extent_map();
7398         if (!em)
7399                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7400
7401         em->start = start;
7402         em->orig_start = orig_start;
7403         em->len = len;
7404         em->block_len = block_len;
7405         em->block_start = block_start;
7406         em->orig_block_len = orig_block_len;
7407         em->ram_bytes = ram_bytes;
7408         em->generation = -1;
7409         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7410         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7411                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7412         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7413                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7414                 em->compress_type = compress_type;
7415         }
7416
7417         do {
7418                 btrfs_drop_extent_cache(inode, em->start,
7419                                         em->start + em->len - 1, 0);
7420                 write_lock(&em_tree->lock);
7421                 ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
7422                 write_unlock(&em_tree->lock);
7423                 /*
7424                  * The caller has taken lock_extent(), who could race with us
7425                  * to add em?
7426                  */
7427         } while (ret == -EEXIST);
7428
7429         if (ret) {
7430                 free_extent_map(em);
7431                 return ERR_PTR(ret);
7432         }
7433
7434         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7435         return em;
7436 }
7437
7438
7439 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7440                                          struct inode *inode,
7441                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7442                                          u64 start, u64 len,
7443                                          unsigned int iomap_flags)
7444 {
7445         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7446         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7447         struct extent_map *em = *map;
7448         int type;
7449         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7450         struct btrfs_block_group *bg;
7451         bool can_nocow = false;
7452         bool space_reserved = false;
7453         u64 prev_len;
7454         int ret = 0;
7455
7456         /*
7457          * We don't allocate a new extent in the following cases
7458          *
7459          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7460          * existing extent.
7461          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7462          * just use the extent.
7463          *
7464          */
7465         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7466             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7467              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7468                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7469                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7470                 else
7471                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7472                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7473                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7474
7475                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7476                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false) == 1) {
7477                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7478                         if (bg)
7479                                 can_nocow = true;
7480                 }
7481         }
7482
7483         prev_len = len;
7484         if (can_nocow) {
7485                 struct extent_map *em2;
7486
7487                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7488                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7489                                                       nowait);
7490                 if (ret < 0) {
7491                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7492                         free_extent_map(em);
7493                         *map = NULL;
7494                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7495                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7496                                 ret = -EAGAIN;
7497                         goto out;
7498                 }
7499                 space_reserved = true;
7500
7501                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), start, len,
7502                                               orig_start, block_start,
7503                                               len, orig_block_len,
7504                                               ram_bytes, type);
7505                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7506                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7507                         free_extent_map(em);
7508                         *map = em = em2;
7509                 }
7510
7511                 if (IS_ERR(em2)) {
7512                         ret = PTR_ERR(em2);
7513                         goto out;
7514                 }
7515
7516                 dio_data->nocow_done = true;
7517         } else {
7518                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7519                 free_extent_map(em);
7520                 *map = NULL;
7521
7522                 if (nowait)
7523                         return -EAGAIN;
7524
7525                 /*
7526                  * If we could not allocate data space before locking the file
7527                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7528                  */
7529                 if (!dio_data->data_space_reserved)
7530                         return -ENOSPC;
7531
7532                 /*
7533                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7534                  * so now we reserve only metadata.
7535                  */
7536                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7537                                                       false);
7538                 if (ret < 0)
7539                         goto out;
7540                 space_reserved = true;
7541
7542                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), start, len);
7543                 if (IS_ERR(em)) {
7544                         ret = PTR_ERR(em);
7545                         goto out;
7546                 }
7547                 *map = em;
7548                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7549                 if (len < prev_len)
7550                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7551                                                         prev_len - len, true);
7552         }
7553
7554         /*
7555          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7556          * for an outstanding extent.
7557          */
7558         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7559
7560         /*
7561          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7562          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7563          */
7564         if (start + len > i_size_read(inode))
7565                 i_size_write(inode, start + len);
7566 out:
7567         if (ret && space_reserved) {
7568                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7569                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7570         }
7571         return ret;
7572 }
7573
7574 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7575                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7576                 struct iomap *srcmap)
7577 {
7578         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7579         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7580         struct extent_map *em;
7581         struct extent_state *cached_state = NULL;
7582         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7583         u64 lockstart, lockend;
7584         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7585         int ret = 0;
7586         u64 len = length;
7587         const u64 data_alloc_len = length;
7588         bool unlock_extents = false;
7589
7590         if (!write)
7591                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize);
7592
7593         lockstart = start;
7594         lockend = start + len - 1;
7595
7596         /*
7597          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7598          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7599          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7600          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7601          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7602          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7603          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7604          *
7605          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7606          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7607          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7608          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7609          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7610          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7611          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7612          * the file range yet.
7613          */
7614         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7615                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7616                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7617                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7618                                                           lockstart, lockend))
7619                                 return -EAGAIN;
7620                 } else {
7621                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7622                                                        start + length - 1);
7623                         if (ret)
7624                                 return ret;
7625                 }
7626         }
7627
7628         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7629
7630         /*
7631          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7632          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7633          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7634          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7635          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7636          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7637          * NOCOW write.
7638          */
7639         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7640                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7641                                                   &dio_data->data_reserved,
7642                                                   start, data_alloc_len);
7643                 if (!ret)
7644                         dio_data->data_space_reserved = true;
7645                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7646                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7647                         goto err;
7648         }
7649
7650         /*
7651          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7652          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7653          * NOWAIT read/write and we need to block.
7654          */
7655         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7656         if (ret < 0)
7657                 goto err;
7658
7659         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7660         if (IS_ERR(em)) {
7661                 ret = PTR_ERR(em);
7662                 goto unlock_err;
7663         }
7664
7665         /*
7666          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7667          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7668          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7669          * buffered path.
7670          *
7671          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7672          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7673          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7674          *
7675          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7676          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7677          * the generic code.
7678          */
7679         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7680             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7681                 free_extent_map(em);
7682                 ret = -ENOTBLK;
7683                 goto unlock_err;
7684         }
7685
7686         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7687
7688         /*
7689          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7690          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7691          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7692          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7693          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7694          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7695          *
7696          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7697          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7698          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7699          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7700          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7701          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7702          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7703          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7704          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7705          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7706          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7707          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7708          */
7709         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7710                 free_extent_map(em);
7711                 ret = -EAGAIN;
7712                 goto unlock_err;
7713         }
7714
7715         if (write) {
7716                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7717                                                     start, len, flags);
7718                 if (ret < 0)
7719                         goto unlock_err;
7720                 unlock_extents = true;
7721                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7722                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7723                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7724                         u64 release_offset;
7725                         u64 release_len = 0;
7726
7727                         if (dio_data->nocow_done) {
7728                                 release_offset = start;
7729                                 release_len = data_alloc_len;
7730                         } else if (len < data_alloc_len) {
7731                                 release_offset = start + len;
7732                                 release_len = data_alloc_len - len;
7733                         }
7734
7735                         if (release_len > 0)
7736                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7737                                                                dio_data->data_reserved,
7738                                                                release_offset,
7739                                                                release_len);
7740                 }
7741         } else {
7742                 /*
7743                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7744                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7745                  */
7746                 lockstart = start + len;
7747                 if (lockstart < lockend)
7748                         unlock_extents = true;
7749         }
7750
7751         if (unlock_extents)
7752                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree,
7753                                      lockstart, lockend, &cached_state);
7754         else
7755                 free_extent_state(cached_state);
7756
7757         /*
7758          * Translate extent map information to iomap.
7759          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7760          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7761          */
7762         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7763             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7764                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7765                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7766         } else {
7767                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7768                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7769         }
7770         iomap->offset = start;
7771         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7772         iomap->length = len;
7773
7774         if (write && btrfs_use_zone_append(BTRFS_I(inode), em->block_start))
7775                 iomap->flags |= IOMAP_F_ZONE_APPEND;
7776
7777         free_extent_map(em);
7778
7779         return 0;
7780
7781 unlock_err:
7782         unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7783                              &cached_state);
7784 err:
7785         if (dio_data->data_space_reserved) {
7786                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7787                                                dio_data->data_reserved,
7788                                                start, data_alloc_len);
7789                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7790         }
7791
7792         return ret;
7793 }
7794
7795 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7796                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7797 {
7798         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7799         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7800         size_t submitted = dio_data->submitted;
7801         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7802         int ret = 0;
7803
7804         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7805                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7806                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1);
7807                 return 0;
7808         }
7809
7810         if (submitted < length) {
7811                 pos += submitted;
7812                 length -= submitted;
7813                 if (write)
7814                         __endio_write_update_ordered(BTRFS_I(inode), pos,
7815                                         length, false);
7816                 else
7817                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7818                                       pos + length - 1);
7819                 ret = -ENOTBLK;
7820         }
7821
7822         if (write)
7823                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7824         return ret;
7825 }
7826
7827 static void btrfs_dio_private_put(struct btrfs_dio_private *dip)
7828 {
7829         /*
7830          * This implies a barrier so that stores to dio_bio->bi_status before
7831          * this and loads of dio_bio->bi_status after this are fully ordered.
7832          */
7833         if (!refcount_dec_and_test(&dip->refs))
7834                 return;
7835
7836         if (btrfs_op(&dip->bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7837                 __endio_write_update_ordered(BTRFS_I(dip->inode),
7838                                              dip->file_offset,
7839                                              dip->bytes,
7840                                              !dip->bio.bi_status);
7841         } else {
7842                 unlock_extent(&BTRFS_I(dip->inode)->io_tree,
7843                               dip->file_offset,
7844                               dip->file_offset + dip->bytes - 1);
7845         }
7846
7847         kfree(dip->csums);
7848         bio_endio(&dip->bio);
7849 }
7850
7851 static void submit_dio_repair_bio(struct inode *inode, struct bio *bio,
7852                                   int mirror_num,
7853                                   enum btrfs_compression_type compress_type)
7854 {
7855         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7856         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7857
7858         BUG_ON(bio_op(bio) == REQ_OP_WRITE);
7859
7860         if (btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA))
7861                 return;
7862
7863         refcount_inc(&dip->refs);
7864         if (btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num))
7865                 refcount_dec(&dip->refs);
7866 }
7867
7868 static blk_status_t btrfs_check_read_dio_bio(struct btrfs_dio_private *dip,
7869                                              struct btrfs_bio *bbio,
7870                                              const bool uptodate)
7871 {
7872         struct inode *inode = dip->inode;
7873         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
7874         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
7875         struct extent_io_tree *failure_tree = &BTRFS_I(inode)->io_failure_tree;
7876         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7877         const bool csum = !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM);
7878         struct bio_vec bvec;
7879         struct bvec_iter iter;
7880         u32 bio_offset = 0;
7881         blk_status_t err = BLK_STS_OK;
7882
7883         __bio_for_each_segment(bvec, &bbio->bio, iter, bbio->iter) {
7884                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
7885
7886                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec.bv_len);
7887                 pgoff = bvec.bv_offset;
7888                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
7889                         u64 start = bbio->file_offset + bio_offset;
7890
7891                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
7892                         if (uptodate &&
7893                             (!csum || !check_data_csum(inode, bbio,
7894                                                        bio_offset, bvec.bv_page,
7895                                                        pgoff, start))) {
7896                                 clean_io_failure(fs_info, failure_tree, io_tree,
7897                                                  start, bvec.bv_page,
7898                                                  btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
7899                                                  pgoff);
7900                         } else {
7901                                 int ret;
7902
7903                                 ret = btrfs_repair_one_sector(inode, &bbio->bio,
7904                                                 bio_offset, bvec.bv_page, pgoff,
7905                                                 start, bbio->mirror_num,
7906                                                 submit_dio_repair_bio);
7907                                 if (ret)
7908                                         err = errno_to_blk_status(ret);
7909                         }
7910                         ASSERT(bio_offset + sectorsize > bio_offset);
7911                         bio_offset += sectorsize;
7912                         pgoff += sectorsize;
7913                 }
7914         }
7915         return err;
7916 }
7917
7918 static void __endio_write_update_ordered(struct btrfs_inode *inode,
7919                                          const u64 offset, const u64 bytes,
7920                                          const bool uptodate)
7921 {
7922         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes,
7923                                        finish_ordered_fn, uptodate);
7924 }
7925
7926 static blk_status_t btrfs_submit_bio_start_direct_io(struct inode *inode,
7927                                                      struct bio *bio,
7928                                                      u64 dio_file_offset)
7929 {
7930         return btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, dio_file_offset, false);
7931 }
7932
7933 static void btrfs_end_dio_bio(struct bio *bio)
7934 {
7935         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7936         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7937         blk_status_t err = bio->bi_status;
7938
7939         if (err)
7940                 btrfs_warn(BTRFS_I(dip->inode)->root->fs_info,
7941                            "direct IO failed ino %llu rw %d,%u sector %#Lx len %u err no %d",
7942                            btrfs_ino(BTRFS_I(dip->inode)), bio_op(bio),
7943                            bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
7944                            bio->bi_iter.bi_size, err);
7945
7946         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ)
7947                 err = btrfs_check_read_dio_bio(dip, bbio, !err);
7948
7949         if (err)
7950                 dip->bio.bi_status = err;
7951
7952         btrfs_record_physical_zoned(dip->inode, bbio->file_offset, bio);
7953
7954         bio_put(bio);
7955         btrfs_dio_private_put(dip);
7956 }
7957
7958 static inline blk_status_t btrfs_submit_dio_bio(struct bio *bio,
7959                 struct inode *inode, u64 file_offset, int async_submit)
7960 {
7961         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7962         struct btrfs_dio_private *dip = bio->bi_private;
7963         bool write = btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE;
7964         blk_status_t ret;
7965
7966         /* Check btrfs_submit_bio_hook() for rules about async submit. */
7967         if (async_submit)
7968                 async_submit = !atomic_read(&BTRFS_I(inode)->sync_writers);
7969
7970         if (!write) {
7971                 ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA);
7972                 if (ret)
7973                         goto err;
7974         }
7975
7976         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)
7977                 goto map;
7978
7979         if (write && async_submit) {
7980                 ret = btrfs_wq_submit_bio(inode, bio, 0, file_offset,
7981                                           btrfs_submit_bio_start_direct_io);
7982                 goto err;
7983         } else if (write) {
7984                 /*
7985                  * If we aren't doing async submit, calculate the csum of the
7986                  * bio now.
7987                  */
7988                 ret = btrfs_csum_one_bio(BTRFS_I(inode), bio, file_offset, false);
7989                 if (ret)
7990                         goto err;
7991         } else {
7992                 u64 csum_offset;
7993
7994                 csum_offset = file_offset - dip->file_offset;
7995                 csum_offset >>= fs_info->sectorsize_bits;
7996                 csum_offset *= fs_info->csum_size;
7997                 btrfs_bio(bio)->csum = dip->csums + csum_offset;
7998         }
7999 map:
8000         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, 0);
8001 err:
8002         return ret;
8003 }
8004
8005 static void btrfs_submit_direct(const struct iomap_iter *iter,
8006                 struct bio *dio_bio, loff_t file_offset)
8007 {
8008         struct btrfs_dio_private *dip =
8009                 container_of(dio_bio, struct btrfs_dio_private, bio);
8010         struct inode *inode = iter->inode;
8011         const bool write = (btrfs_op(dio_bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
8012         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8013         const bool raid56 = (btrfs_data_alloc_profile(fs_info) &
8014                              BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK);
8015         struct bio *bio;
8016         u64 start_sector;
8017         int async_submit = 0;
8018         u64 submit_len;
8019         u64 clone_offset = 0;
8020         u64 clone_len;
8021         u64 logical;
8022         int ret;
8023         blk_status_t status;
8024         struct btrfs_io_geometry geom;
8025         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
8026         struct extent_map *em = NULL;
8027
8028         dip->inode = inode;
8029         dip->file_offset = file_offset;
8030         dip->bytes = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8031         refcount_set(&dip->refs, 1);
8032         dip->csums = NULL;
8033
8034         if (!write && !(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
8035                 unsigned int nr_sectors =
8036                         (dio_bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);
8037
8038                 /*
8039                  * Load the csums up front to reduce csum tree searches and
8040                  * contention when submitting bios.
8041                  */
8042                 status = BLK_STS_RESOURCE;
8043                 dip->csums = kcalloc(nr_sectors, fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
8044                 if (!dip)
8045                         goto out_err;
8046
8047                 status = btrfs_lookup_bio_sums(inode, dio_bio, dip->csums);
8048                 if (status != BLK_STS_OK)
8049                         goto out_err;
8050         }
8051
8052         start_sector = dio_bio->bi_iter.bi_sector;
8053         submit_len = dio_bio->bi_iter.bi_size;
8054
8055         do {
8056                 logical = start_sector << 9;
8057                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical, submit_len);
8058                 if (IS_ERR(em)) {
8059                         status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(em));
8060                         em = NULL;
8061                         goto out_err_em;
8062                 }
8063                 ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, btrfs_op(dio_bio),
8064                                             logical, &geom);
8065                 if (ret) {
8066                         status = errno_to_blk_status(ret);
8067                         goto out_err_em;
8068                 }
8069
8070                 clone_len = min(submit_len, geom.len);
8071                 ASSERT(clone_len <= UINT_MAX);
8072
8073                 /*
8074                  * This will never fail as it's passing GPF_NOFS and
8075                  * the allocation is backed by btrfs_bioset.
8076                  */
8077                 bio = btrfs_bio_clone_partial(dio_bio, clone_offset, clone_len);
8078                 bio->bi_private = dip;
8079                 bio->bi_end_io = btrfs_end_dio_bio;
8080                 btrfs_bio(bio)->file_offset = file_offset;
8081
8082                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
8083                         status = extract_ordered_extent(BTRFS_I(inode), bio,
8084                                                         file_offset);
8085                         if (status) {
8086                                 bio_put(bio);
8087                                 goto out_err;
8088                         }
8089                 }
8090
8091                 ASSERT(submit_len >= clone_len);
8092                 submit_len -= clone_len;
8093
8094                 /*
8095                  * Increase the count before we submit the bio so we know
8096                  * the end IO handler won't happen before we increase the
8097                  * count. Otherwise, the dip might get freed before we're
8098                  * done setting it up.
8099                  *
8100                  * We transfer the initial reference to the last bio, so we
8101                  * don't need to increment the reference count for the last one.
8102                  */
8103                 if (submit_len > 0) {
8104                         refcount_inc(&dip->refs);
8105                         /*
8106                          * If we are submitting more than one bio, submit them
8107                          * all asynchronously. The exception is RAID 5 or 6, as
8108                          * asynchronous checksums make it difficult to collect
8109                          * full stripe writes.
8110                          */
8111                         if (!raid56)
8112                                 async_submit = 1;
8113                 }
8114
8115                 status = btrfs_submit_dio_bio(bio, inode, file_offset,
8116                                                 async_submit);
8117                 if (status) {
8118                         bio_put(bio);
8119                         if (submit_len > 0)
8120                                 refcount_dec(&dip->refs);
8121                         goto out_err_em;
8122                 }
8123
8124                 dio_data->submitted += clone_len;
8125                 clone_offset += clone_len;
8126                 start_sector += clone_len >> 9;
8127                 file_offset += clone_len;
8128
8129                 free_extent_map(em);
8130         } while (submit_len > 0);
8131         return;
8132
8133 out_err_em:
8134         free_extent_map(em);
8135 out_err:
8136         dio_bio->bi_status = status;
8137         btrfs_dio_private_put(dip);
8138 }
8139
8140 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
8141         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
8142         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
8143 };
8144
8145 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
8146         .submit_io              = btrfs_submit_direct,
8147         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
8148 };
8149
8150 ssize_t btrfs_dio_rw(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
8151 {
8152         struct btrfs_dio_data data;
8153
8154         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
8155                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
8156 }
8157
8158 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
8159                         u64 start, u64 len)
8160 {
8161         int     ret;
8162
8163         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
8164         if (ret)
8165                 return ret;
8166
8167         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
8168 }
8169
8170 static int btrfs_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
8171 {
8172         struct inode *inode = page->mapping->host;
8173         int ret;
8174
8175         if (current->flags & PF_MEMALLOC) {
8176                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
8177                 unlock_page(page);
8178                 return 0;
8179         }
8180
8181         /*
8182          * If we are under memory pressure we will call this directly from the
8183          * VM, we need to make sure we have the inode referenced for the ordered
8184          * extent.  If not just return like we didn't do anything.
8185          */
8186         if (!igrab(inode)) {
8187                 redirty_page_for_writepage(wbc, page);
8188                 return AOP_WRITEPAGE_ACTIVATE;
8189         }
8190         ret = extent_write_full_page(page, wbc);
8191         btrfs_add_delayed_iput(inode);
8192         return ret;
8193 }
8194
8195 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
8196                             struct writeback_control *wbc)
8197 {
8198         return extent_writepages(mapping, wbc);
8199 }
8200
8201 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
8202 {
8203         extent_readahead(rac);
8204 }
8205
8206 /*
8207  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
8208  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
8209  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
8210  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
8211  * spinlock.
8212  */
8213 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
8214 {
8215         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
8216         struct btrfs_subpage *subpage;
8217
8218         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
8219                 return;
8220
8221         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
8222         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
8223
8224         /*
8225          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
8226          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
8227          * still holding the subpage spinlock.
8228          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
8229          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
8230          * function to clear page writeback.
8231          *
8232          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
8233          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
8234          */
8235         spin_lock_irq(&subpage->lock);
8236         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
8237 }
8238
8239 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8240 {
8241         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
8242
8243         if (ret == 1) {
8244                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8245                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8246         }
8247         return ret;
8248 }
8249
8250 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
8251 {
8252         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
8253                 return false;
8254         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
8255 }
8256
8257 #ifdef CONFIG_MIGRATION
8258 static int btrfs_migratepage(struct address_space *mapping,
8259                              struct page *newpage, struct page *page,
8260                              enum migrate_mode mode)
8261 {
8262         int ret;
8263
8264         ret = migrate_page_move_mapping(mapping, newpage, page, 0);
8265         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
8266                 return ret;
8267
8268         if (page_has_private(page))
8269                 attach_page_private(newpage, detach_page_private(page));
8270
8271         if (PageOrdered(page)) {
8272                 ClearPageOrdered(page);
8273                 SetPageOrdered(newpage);
8274         }
8275
8276         if (mode != MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
8277                 migrate_page_copy(newpage, page);
8278         else
8279                 migrate_page_states(newpage, page);
8280         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
8281 }
8282 #endif
8283
8284 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
8285                                  size_t length)
8286 {
8287         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
8288         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
8289         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
8290         struct extent_state *cached_state = NULL;
8291         u64 page_start = folio_pos(folio);
8292         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
8293         u64 cur;
8294         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
8295
8296         /*
8297          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
8298          * page, nor bio can be submitted for this folio.
8299          *
8300          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
8301          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
8302          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
8303          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
8304          * on one folio.
8305          *
8306          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
8307          * do double ordered extent accounting on the same folio.
8308          */
8309         folio_wait_writeback(folio);
8310         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
8311
8312         /*
8313          * For subpage case, we have call sites like
8314          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
8315          * sectorsize.
8316          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
8317          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
8318          * record subpage dirty bits for other part of the range.
8319          *
8320          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
8321          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
8322          * still safe to wait for ordered extent to finish.
8323          */
8324         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
8325                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8326                 return;
8327         }
8328
8329         if (!inode_evicting)
8330                 lock_extent_bits(tree, page_start, page_end, &cached_state);
8331
8332         cur = page_start;
8333         while (cur < page_end) {
8334                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8335                 bool delete_states;
8336                 u64 range_end;
8337                 u32 range_len;
8338
8339                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
8340                                                            page_end + 1 - cur);
8341                 if (!ordered) {
8342                         range_end = page_end;
8343                         /*
8344                          * No ordered extent covering this range, we are safe
8345                          * to delete all extent states in the range.
8346                          */
8347                         delete_states = true;
8348                         goto next;
8349                 }
8350                 if (ordered->file_offset > cur) {
8351                         /*
8352                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
8353                          * covered by any ordered extent.
8354                          * We are safe to delete all extent states, and handle
8355                          * the ordered extent in the next iteration.
8356                          */
8357                         range_end = ordered->file_offset - 1;
8358                         delete_states = true;
8359                         goto next;
8360                 }
8361
8362                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
8363                                 page_end);
8364                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
8365                 range_len = range_end + 1 - cur;
8366                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
8367                         /*
8368                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
8369                          * already been executed for the range.
8370                          * We can't delete the extent states as
8371                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
8372                          */
8373                         delete_states = false;
8374                         goto next;
8375                 }
8376                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8377
8378                 /*
8379                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8380                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8381                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8382                  *
8383                  * This will also unlock the range for incoming
8384                  * btrfs_finish_ordered_io().
8385                  */
8386                 if (!inode_evicting)
8387                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8388                                          EXTENT_DELALLOC |
8389                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8390                                          EXTENT_DEFRAG, 1, 0, &cached_state);
8391
8392                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8393                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8394                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8395                                              cur - ordered->file_offset);
8396                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8397
8398                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8399                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8400                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8401                         /*
8402                          * The ordered extent has finished, now we're again
8403                          * safe to delete all extent states of the range.
8404                          */
8405                         delete_states = true;
8406                 } else {
8407                         /*
8408                          * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio
8409                          * of other pages, thus we can't delete extent states
8410                          * anymore
8411                          */
8412                         delete_states = false;
8413                 }
8414 next:
8415                 if (ordered)
8416                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8417                 /*
8418                  * Qgroup reserved space handler
8419                  * Sector(s) here will be either:
8420                  *
8421                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8422                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8423                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8424                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8425                  *
8426                  * 2) Not written to disk yet
8427                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8428                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8429                  *    reserved data space.
8430                  *    Since the IO will never happen for this page.
8431                  */
8432                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8433                 if (!inode_evicting) {
8434                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8435                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8436                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG, 1,
8437                                  delete_states, &cached_state);
8438                 }
8439                 cur = range_end + 1;
8440         }
8441         /*
8442          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8443          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8444          * did something wrong.
8445          */
8446         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8447         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8448         if (!inode_evicting)
8449                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8450         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8451 }
8452
8453 /*
8454  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8455  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8456  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8457  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8458  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8459  * support these features.
8460  *
8461  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8462  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8463  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8464  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8465  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8466  * unlock the page.
8467  */
8468 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8469 {
8470         struct page *page = vmf->page;
8471         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8472         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8473         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8474         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8475         struct extent_state *cached_state = NULL;
8476         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8477         unsigned long zero_start;
8478         loff_t size;
8479         vm_fault_t ret;
8480         int ret2;
8481         int reserved = 0;
8482         u64 reserved_space;
8483         u64 page_start;
8484         u64 page_end;
8485         u64 end;
8486
8487         reserved_space = PAGE_SIZE;
8488
8489         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8490         page_start = page_offset(page);
8491         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8492         end = page_end;
8493
8494         /*
8495          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8496          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8497          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8498          * dirty page write out, then the btrfs_writepage() function could
8499          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8500          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8501          */
8502         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8503                                             page_start, reserved_space);
8504         if (!ret2) {
8505                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8506                 reserved = 1;
8507         }
8508         if (ret2) {
8509                 ret = vmf_error(ret2);
8510                 if (reserved)
8511                         goto out;
8512                 goto out_noreserve;
8513         }
8514
8515         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8516 again:
8517         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8518         lock_page(page);
8519         size = i_size_read(inode);
8520
8521         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8522             (page_start >= size)) {
8523                 /* page got truncated out from underneath us */
8524                 goto out_unlock;
8525         }
8526         wait_on_page_writeback(page);
8527
8528         lock_extent_bits(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8529         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8530         if (ret2 < 0) {
8531                 ret = vmf_error(ret2);
8532                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8533                 goto out_unlock;
8534         }
8535
8536         /*
8537          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8538          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8539          */
8540         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8541                         PAGE_SIZE);
8542         if (ordered) {
8543                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8544                                      &cached_state);
8545                 unlock_page(page);
8546                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8547                 btrfs_start_ordered_extent(ordered, 1);
8548                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8549                 goto again;
8550         }
8551
8552         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8553                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8554                                           fs_info->sectorsize);
8555                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8556                         end = page_start + reserved_space - 1;
8557                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8558                                         data_reserved, page_start,
8559                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8560                 }
8561         }
8562
8563         /*
8564          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8565          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8566          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8567          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8568          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8569          */
8570         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8571                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8572                           EXTENT_DEFRAG, 0, 0, &cached_state);
8573
8574         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8575                                         &cached_state);
8576         if (ret2) {
8577                 unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end,
8578                                      &cached_state);
8579                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8580                 goto out_unlock;
8581         }
8582
8583         /* page is wholly or partially inside EOF */
8584         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8585                 zero_start = offset_in_page(size);
8586         else
8587                 zero_start = PAGE_SIZE;
8588
8589         if (zero_start != PAGE_SIZE) {
8590                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8591                 flush_dcache_page(page);
8592         }
8593         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8594         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8595         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8596
8597         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8598
8599         unlock_extent_cached(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8600         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8601
8602         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8603         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8604         extent_changeset_free(data_reserved);
8605         return VM_FAULT_LOCKED;
8606
8607 out_unlock:
8608         unlock_page(page);
8609         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8610 out:
8611         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8612         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8613                                      reserved_space, (ret != 0));
8614 out_noreserve:
8615         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8616         extent_changeset_free(data_reserved);
8617         return ret;
8618 }
8619
8620 static int btrfs_truncate(struct inode *inode, bool skip_writeback)
8621 {
8622         struct btrfs_truncate_control control = {
8623                 .inode = BTRFS_I(inode),
8624                 .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
8625                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8626                 .clear_extent_range = true,
8627         };
8628         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8629         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8630         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8631         int ret;
8632         struct btrfs_trans_handle *trans;
8633         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8634         u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8635
8636         if (!skip_writeback) {
8637                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, inode->i_size & (~mask),
8638                                                (u64)-1);
8639                 if (ret)
8640                         return ret;
8641         }
8642
8643         /*
8644          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8645          * things going on here:
8646          *
8647          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8648          *
8649          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8650          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8651          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8652          * very much snapshotting).
8653          *
8654          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8655          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8656          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8657          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8658          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8659          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8660          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8661          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8662          * done separately as well.
8663          *
8664          * So that leaves us with
8665          *
8666          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8667          * transaction reservation.
8668          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8669          * updating the inode.
8670          */
8671         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8672         if (!rsv)
8673                 return -ENOMEM;
8674         rsv->size = min_size;
8675         rsv->failfast = 1;
8676
8677         /*
8678          * 1 for the truncate slack space
8679          * 1 for updating the inode.
8680          */
8681         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8682         if (IS_ERR(trans)) {
8683                 ret = PTR_ERR(trans);
8684                 goto out;
8685         }
8686
8687         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8688         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8689                                       min_size, false);
8690         BUG_ON(ret);
8691
8692         trans->block_rsv = rsv;
8693
8694         while (1) {
8695                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8696                 const u64 new_size = inode->i_size;
8697                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8698
8699                 control.new_size = new_size;
8700                 lock_extent_bits(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start, (u64)-1,
8701                                  &cached_state);
8702                 /*
8703                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8704                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8705                  * block of the extent just the way it is.
8706                  */
8707                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode),
8708                                         ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8709                                         (u64)-1, 0);
8710
8711                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8712
8713                 inode_sub_bytes(inode, control.sub_bytes);
8714                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), control.last_size);
8715
8716                 unlock_extent_cached(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lock_start,
8717                                      (u64)-1, &cached_state);
8718
8719                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8720                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8721                         break;
8722
8723                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8724                 if (ret)
8725                         break;
8726
8727                 btrfs_end_transaction(trans);
8728                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8729
8730                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8731                 if (IS_ERR(trans)) {
8732                         ret = PTR_ERR(trans);
8733                         trans = NULL;
8734                         break;
8735                 }
8736
8737                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8738                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8739                                               rsv, min_size, false);
8740                 BUG_ON(ret);    /* shouldn't happen */
8741                 trans->block_rsv = rsv;
8742         }
8743
8744         /*
8745          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8746          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8747          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8748          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8749          */
8750         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8751                 btrfs_end_transaction(trans);
8752                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8753
8754                 ret = btrfs_truncate_block(BTRFS_I(inode), inode->i_size, 0, 0);
8755                 if (ret)
8756                         goto out;
8757                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8758                 if (IS_ERR(trans)) {
8759                         ret = PTR_ERR(trans);
8760                         goto out;
8761                 }
8762                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
8763         }
8764
8765         if (trans) {
8766                 int ret2;
8767
8768                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8769                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
8770                 if (ret2 && !ret)
8771                         ret = ret2;
8772
8773                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8774                 if (ret2 && !ret)
8775                         ret = ret2;
8776                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8777         }
8778 out:
8779         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8780         /*
8781          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8782          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8783          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8784          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8785          * safe.
8786          *
8787          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8788          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8789          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8790          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8791          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8792          * extents beyond i_size to drop.
8793          */
8794         if (control.extents_found > 0)
8795                 btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
8796
8797         return ret;
8798 }
8799
8800 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
8801                                      struct inode *dir)
8802 {
8803         struct inode *inode;
8804
8805         inode = new_inode(dir->i_sb);
8806         if (inode) {
8807                 /*
8808                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8809                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8810                  */
8811                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, NULL,
8812                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8813                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8814                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8815         }
8816         return inode;
8817 }
8818
8819 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8820 {
8821         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8822         struct btrfs_inode *ei;
8823         struct inode *inode;
8824
8825         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8826         if (!ei)
8827                 return NULL;
8828
8829         ei->root = NULL;
8830         ei->generation = 0;
8831         ei->last_trans = 0;
8832         ei->last_sub_trans = 0;
8833         ei->logged_trans = 0;
8834         ei->delalloc_bytes = 0;
8835         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8836         ei->defrag_bytes = 0;
8837         ei->disk_i_size = 0;
8838         ei->flags = 0;
8839         ei->ro_flags = 0;
8840         ei->csum_bytes = 0;
8841         ei->index_cnt = (u64)-1;
8842         ei->dir_index = 0;
8843         ei->last_unlink_trans = 0;
8844         ei->last_reflink_trans = 0;
8845         ei->last_log_commit = 0;
8846
8847         spin_lock_init(&ei->lock);
8848         ei->outstanding_extents = 0;
8849         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8850                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8851                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8852         ei->runtime_flags = 0;
8853         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8854         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8855
8856         ei->delayed_node = NULL;
8857
8858         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8859         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8860
8861         inode = &ei->vfs_inode;
8862         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8863         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO, inode);
8864         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_failure_tree,
8865                             IO_TREE_INODE_IO_FAILURE, inode);
8866         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8867                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT, inode);
8868         ei->io_tree.track_uptodate = true;
8869         ei->io_failure_tree.track_uptodate = true;
8870         atomic_set(&ei->sync_writers, 0);
8871         mutex_init(&ei->log_mutex);
8872         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8873         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8874         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8875         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8876         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8877
8878         return inode;
8879 }
8880
8881 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8882 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8883 {
8884         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, 0);
8885         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8886 }
8887 #endif
8888
8889 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8890 {
8891         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8892 }
8893
8894 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8895 {
8896         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8897         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8898         struct btrfs_root *root = inode->root;
8899
8900         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8901         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8902         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8903         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8904         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8905         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8906                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8907                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8908         }
8909         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8910         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8911
8912         /*
8913          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8914          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8915          * created.
8916          */
8917         if (!root)
8918                 return;
8919
8920         while (1) {
8921                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8922                 if (!ordered)
8923                         break;
8924                 else {
8925                         btrfs_err(root->fs_info,
8926                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8927                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8928                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8929                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8930                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8931                 }
8932         }
8933         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8934         inode_tree_del(inode);
8935         btrfs_drop_extent_cache(inode, 0, (u64)-1, 0);
8936         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8937         btrfs_put_root(inode->root);
8938 }
8939
8940 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8941 {
8942         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8943
8944         if (root == NULL)
8945                 return 1;
8946
8947         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8948         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8949                 return 1;
8950         else
8951                 return generic_drop_inode(inode);
8952 }
8953
8954 static void init_once(void *foo)
8955 {
8956         struct btrfs_inode *ei = foo;
8957
8958         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8959 }
8960
8961 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8962 {
8963         /*
8964          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8965          * destroy cache.
8966          */
8967         rcu_barrier();
8968         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8969         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8970         kmem_cache_destroy(btrfs_trans_handle_cachep);
8971         kmem_cache_destroy(btrfs_path_cachep);
8972         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_cachep);
8973         kmem_cache_destroy(btrfs_free_space_bitmap_cachep);
8974 }
8975
8976 int __init btrfs_init_cachep(void)
8977 {
8978         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8979                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8980                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8981                         init_once);
8982         if (!btrfs_inode_cachep)
8983                 goto fail;
8984
8985         btrfs_trans_handle_cachep = kmem_cache_create("btrfs_trans_handle",
8986                         sizeof(struct btrfs_trans_handle), 0,
8987                         SLAB_TEMPORARY | SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8988         if (!btrfs_trans_handle_cachep)
8989                 goto fail;
8990
8991         btrfs_path_cachep = kmem_cache_create("btrfs_path",
8992                         sizeof(struct btrfs_path), 0,
8993                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
8994         if (!btrfs_path_cachep)
8995                 goto fail;
8996
8997         btrfs_free_space_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space",
8998                         sizeof(struct btrfs_free_space), 0,
8999                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9000         if (!btrfs_free_space_cachep)
9001                 goto fail;
9002
9003         btrfs_free_space_bitmap_cachep = kmem_cache_create("btrfs_free_space_bitmap",
9004                                                         PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
9005                                                         SLAB_MEM_SPREAD, NULL);
9006         if (!btrfs_free_space_bitmap_cachep)
9007                 goto fail;
9008
9009         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
9010                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bio),
9011                         BIOSET_NEED_BVECS))
9012                 goto fail;
9013
9014         return 0;
9015 fail:
9016         btrfs_destroy_cachep();
9017         return -ENOMEM;
9018 }
9019
9020 static int btrfs_getattr(struct user_namespace *mnt_userns,
9021                          const struct path *path, struct kstat *stat,
9022                          u32 request_mask, unsigned int flags)
9023 {
9024         u64 delalloc_bytes;
9025         u64 inode_bytes;
9026         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
9027         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
9028         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
9029         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
9030
9031         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
9032         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
9033         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
9034         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
9035                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
9036         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
9037                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
9038         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
9039                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
9040         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
9041                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
9042         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
9043                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
9044
9045         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
9046                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
9047                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
9048                                   STATX_ATTR_NODUMP);
9049
9050         generic_fillattr(mnt_userns, inode, stat);
9051         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
9052
9053         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9054         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
9055         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
9056         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
9057         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
9058                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> 9;
9059         return 0;
9060 }
9061
9062 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
9063                               struct dentry *old_dentry,
9064                               struct inode *new_dir,
9065                               struct dentry *new_dentry)
9066 {
9067         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9068         struct btrfs_trans_handle *trans;
9069         unsigned int trans_num_items;
9070         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9071         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9072         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
9073         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
9074         struct timespec64 ctime = current_time(old_inode);
9075         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
9076         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
9077         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9078         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
9079         u64 old_idx = 0;
9080         u64 new_idx = 0;
9081         int ret;
9082         int ret2;
9083         bool need_abort = false;
9084
9085         /*
9086          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
9087          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
9088          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
9089          */
9090         if (root != dest &&
9091             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9092              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9093                 return -EXDEV;
9094
9095         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9096         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9097             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9098                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9099
9100         /*
9101          * For each inode:
9102          * 1 to remove old dir item
9103          * 1 to remove old dir index
9104          * 1 to add new dir item
9105          * 1 to add new dir index
9106          * 1 to update parent inode
9107          *
9108          * If the parents are the same, we only need to account for one
9109          */
9110         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
9111         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9112                 /*
9113                  * 1 to remove old root ref
9114                  * 1 to remove old root backref
9115                  * 1 to add new root ref
9116                  * 1 to add new root backref
9117                  */
9118                 trans_num_items += 4;
9119         } else {
9120                 /*
9121                  * 1 to update inode item
9122                  * 1 to remove old inode ref
9123                  * 1 to add new inode ref
9124                  */
9125                 trans_num_items += 3;
9126         }
9127         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9128                 trans_num_items += 4;
9129         else
9130                 trans_num_items += 3;
9131         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9132         if (IS_ERR(trans)) {
9133                 ret = PTR_ERR(trans);
9134                 goto out_notrans;
9135         }
9136
9137         if (dest != root) {
9138                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9139                 if (ret)
9140                         goto out_fail;
9141         }
9142
9143         /*
9144          * We need to find a free sequence number both in the source and
9145          * in the destination directory for the exchange.
9146          */
9147         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
9148         if (ret)
9149                 goto out_fail;
9150         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
9151         if (ret)
9152                 goto out_fail;
9153
9154         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9155         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
9156
9157         /* Reference for the source. */
9158         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9159                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9160                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9161         } else {
9162                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9163                                              new_dentry->d_name.name,
9164                                              new_dentry->d_name.len,
9165                                              old_ino,
9166                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9167                                              old_idx);
9168                 if (ret)
9169                         goto out_fail;
9170                 need_abort = true;
9171         }
9172
9173         /* And now for the dest. */
9174         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9175                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9176                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9177         } else {
9178                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root,
9179                                              old_dentry->d_name.name,
9180                                              old_dentry->d_name.len,
9181                                              new_ino,
9182                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
9183                                              new_idx);
9184                 if (ret) {
9185                         if (need_abort)
9186                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9187                         goto out_fail;
9188                 }
9189         }
9190
9191         /* Update inode version and ctime/mtime. */
9192         inode_inc_iversion(old_dir);
9193         inode_inc_iversion(new_dir);
9194         inode_inc_iversion(old_inode);
9195         inode_inc_iversion(new_inode);
9196         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime = ctime;
9197         new_dir->i_ctime = new_dir->i_mtime = ctime;
9198         old_inode->i_ctime = ctime;
9199         new_inode->i_ctime = ctime;
9200
9201         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
9202                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9203                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9204                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
9205                                 BTRFS_I(new_inode), 1);
9206         }
9207
9208         /* src is a subvolume */
9209         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9210                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9211         } else { /* src is an inode */
9212                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9213                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
9214                                            old_dentry->d_name.name,
9215                                            old_dentry->d_name.len,
9216                                            &old_rename_ctx);
9217                 if (!ret)
9218                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9219         }
9220         if (ret) {
9221                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9222                 goto out_fail;
9223         }
9224
9225         /* dest is a subvolume */
9226         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9227                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9228         } else { /* dest is an inode */
9229                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9230                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
9231                                            new_dentry->d_name.name,
9232                                            new_dentry->d_name.len,
9233                                            &new_rename_ctx);
9234                 if (!ret)
9235                         ret = btrfs_update_inode(trans, dest, BTRFS_I(new_inode));
9236         }
9237         if (ret) {
9238                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9239                 goto out_fail;
9240         }
9241
9242         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9243                              new_dentry->d_name.name,
9244                              new_dentry->d_name.len, 0, old_idx);
9245         if (ret) {
9246                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9247                 goto out_fail;
9248         }
9249
9250         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
9251                              old_dentry->d_name.name,
9252                              old_dentry->d_name.len, 0, new_idx);
9253         if (ret) {
9254                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9255                 goto out_fail;
9256         }
9257
9258         if (old_inode->i_nlink == 1)
9259                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
9260         if (new_inode->i_nlink == 1)
9261                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
9262
9263         /*
9264          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
9265          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
9266          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
9267          * are part of this rename operation were logged before.
9268          */
9269         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9270                 btrfs_pin_log_trans(root);
9271         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9272                 btrfs_pin_log_trans(dest);
9273
9274         /* Do the log updates for all inodes. */
9275         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9276                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9277                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9278         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9279                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
9280                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
9281
9282         /* Now unpin the logs. */
9283         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9284                 btrfs_end_log_trans(root);
9285         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9286                 btrfs_end_log_trans(dest);
9287 out_fail:
9288         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9289         ret = ret ? ret : ret2;
9290 out_notrans:
9291         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
9292             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9293                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9294
9295         return ret;
9296 }
9297
9298 static struct inode *new_whiteout_inode(struct user_namespace *mnt_userns,
9299                                         struct inode *dir)
9300 {
9301         struct inode *inode;
9302
9303         inode = new_inode(dir->i_sb);
9304         if (inode) {
9305                 inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir,
9306                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
9307                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
9308                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
9309         }
9310         return inode;
9311 }
9312
9313 static int btrfs_rename(struct user_namespace *mnt_userns,
9314                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
9315                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
9316                         unsigned int flags)
9317 {
9318         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
9319         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
9320                 .dir = old_dir,
9321                 .dentry = old_dentry,
9322         };
9323         struct btrfs_trans_handle *trans;
9324         unsigned int trans_num_items;
9325         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
9326         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
9327         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
9328         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
9329         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
9330         u64 index = 0;
9331         int ret;
9332         int ret2;
9333         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
9334
9335         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
9336                 return -EPERM;
9337
9338         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
9339         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
9340                 return -EXDEV;
9341
9342         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
9343             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
9344                 return -ENOTEMPTY;
9345
9346         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
9347             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
9348                 return -ENOTEMPTY;
9349
9350
9351         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
9352         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino,
9353                              new_dentry->d_name.name,
9354                              new_dentry->d_name.len);
9355
9356         if (ret) {
9357                 if (ret == -EEXIST) {
9358                         /* we shouldn't get
9359                          * eexist without a new_inode */
9360                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
9361                                 return ret;
9362                         }
9363                 } else {
9364                         /* maybe -EOVERFLOW */
9365                         return ret;
9366                 }
9367         }
9368         ret = 0;
9369
9370         /*
9371          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
9372          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
9373          */
9374         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
9375                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
9376
9377         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9378                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(mnt_userns, old_dir);
9379                 if (!whiteout_args.inode)
9380                         return -ENOMEM;
9381                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9382                 if (ret)
9383                         goto out_whiteout_inode;
9384         } else {
9385                 /* 1 to update the old parent inode. */
9386                 trans_num_items = 1;
9387         }
9388
9389         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9390                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9391                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9392                 /*
9393                  * 1 to remove old root ref
9394                  * 1 to remove old root backref
9395                  * 1 to add new root ref
9396                  * 1 to add new root backref
9397                  */
9398                 trans_num_items += 4;
9399         } else {
9400                 /*
9401                  * 1 to update inode
9402                  * 1 to remove old inode ref
9403                  * 1 to add new inode ref
9404                  */
9405                 trans_num_items += 3;
9406         }
9407         /*
9408          * 1 to remove old dir item
9409          * 1 to remove old dir index
9410          * 1 to add new dir item
9411          * 1 to add new dir index
9412          */
9413         trans_num_items += 4;
9414         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9415         if (new_dir != old_dir)
9416                 trans_num_items++;
9417         if (new_inode) {
9418                 /*
9419                  * 1 to update inode
9420                  * 1 to remove inode ref
9421                  * 1 to remove dir item
9422                  * 1 to remove dir index
9423                  * 1 to possibly add orphan item
9424                  */
9425                 trans_num_items += 5;
9426         }
9427         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9428         if (IS_ERR(trans)) {
9429                 ret = PTR_ERR(trans);
9430                 goto out_notrans;
9431         }
9432
9433         if (dest != root) {
9434                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9435                 if (ret)
9436                         goto out_fail;
9437         }
9438
9439         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9440         if (ret)
9441                 goto out_fail;
9442
9443         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9444         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9445                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9446                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9447         } else {
9448                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest,
9449                                              new_dentry->d_name.name,
9450                                              new_dentry->d_name.len,
9451                                              old_ino,
9452                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)), index);
9453                 if (ret)
9454                         goto out_fail;
9455         }
9456
9457         inode_inc_iversion(old_dir);
9458         inode_inc_iversion(new_dir);
9459         inode_inc_iversion(old_inode);
9460         old_dir->i_ctime = old_dir->i_mtime =
9461         new_dir->i_ctime = new_dir->i_mtime =
9462         old_inode->i_ctime = current_time(old_dir);
9463
9464         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9465                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9466                                 BTRFS_I(old_inode), 1);
9467
9468         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9469                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, old_dir, old_dentry);
9470         } else {
9471                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9472                                         BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9473                                         old_dentry->d_name.name,
9474                                         old_dentry->d_name.len,
9475                                         &rename_ctx);
9476                 if (!ret)
9477                         ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(old_inode));
9478         }
9479         if (ret) {
9480                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9481                 goto out_fail;
9482         }
9483
9484         if (new_inode) {
9485                 inode_inc_iversion(new_inode);
9486                 new_inode->i_ctime = current_time(new_inode);
9487                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9488                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9489                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, new_dir, new_dentry);
9490                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9491                 } else {
9492                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9493                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9494                                                  new_dentry->d_name.name,
9495                                                  new_dentry->d_name.len);
9496                 }
9497                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9498                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9499                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9500                 if (ret) {
9501                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9502                         goto out_fail;
9503                 }
9504         }
9505
9506         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9507                              new_dentry->d_name.name,
9508                              new_dentry->d_name.len, 0, index);
9509         if (ret) {
9510                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9511                 goto out_fail;
9512         }
9513
9514         if (old_inode->i_nlink == 1)
9515                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9516
9517         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9518                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9519                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9520
9521         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9522                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9523                 if (ret) {
9524                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9525                         goto out_fail;
9526                 } else {
9527                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9528                         iput(whiteout_args.inode);
9529                         whiteout_args.inode = NULL;
9530                 }
9531         }
9532 out_fail:
9533         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9534         ret = ret ? ret : ret2;
9535 out_notrans:
9536         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9537                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9538         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9539                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9540 out_whiteout_inode:
9541         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9542                 iput(whiteout_args.inode);
9543         return ret;
9544 }
9545
9546 static int btrfs_rename2(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *old_dir,
9547                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9548                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9549 {
9550         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9551                 return -EINVAL;
9552
9553         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9554                 return btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9555                                           new_dentry);
9556
9557         return btrfs_rename(mnt_userns, old_dir, old_dentry, new_dir,
9558                             new_dentry, flags);
9559 }
9560
9561 struct btrfs_delalloc_work {
9562         struct inode *inode;
9563         struct completion completion;
9564         struct list_head list;
9565         struct btrfs_work work;
9566 };
9567
9568 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9569 {
9570         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9571         struct inode *inode;
9572
9573         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9574                                      work);
9575         inode = delalloc_work->inode;
9576         filemap_flush(inode->i_mapping);
9577         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9578                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9579                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9580
9581         iput(inode);
9582         complete(&delalloc_work->completion);
9583 }
9584
9585 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9586 {
9587         struct btrfs_delalloc_work *work;
9588
9589         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9590         if (!work)
9591                 return NULL;
9592
9593         init_completion(&work->completion);
9594         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9595         work->inode = inode;
9596         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL, NULL);
9597
9598         return work;
9599 }
9600
9601 /*
9602  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9603  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9604  */
9605 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9606                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9607                                  bool in_reclaim_context)
9608 {
9609         struct btrfs_inode *binode;
9610         struct inode *inode;
9611         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9612         struct list_head works;
9613         struct list_head splice;
9614         int ret = 0;
9615         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9616
9617         INIT_LIST_HEAD(&works);
9618         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9619
9620         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9621         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9622         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9623         while (!list_empty(&splice)) {
9624                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9625                                     delalloc_inodes);
9626
9627                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9628                                &root->delalloc_inodes);
9629
9630                 if (in_reclaim_context &&
9631                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9632                         continue;
9633
9634                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9635                 if (!inode) {
9636                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9637                         continue;
9638                 }
9639                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9640
9641                 if (snapshot)
9642                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9643                                 &binode->runtime_flags);
9644                 if (full_flush) {
9645                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9646                         if (!work) {
9647                                 iput(inode);
9648                                 ret = -ENOMEM;
9649                                 goto out;
9650                         }
9651                         list_add_tail(&work->list, &works);
9652                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9653                                          &work->work);
9654                 } else {
9655                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9656                         btrfs_add_delayed_iput(inode);
9657                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9658                                 goto out;
9659                 }
9660                 cond_resched();
9661                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9662         }
9663         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9664
9665 out:
9666         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9667                 list_del_init(&work->list);
9668                 wait_for_completion(&work->completion);
9669                 kfree(work);
9670         }
9671
9672         if (!list_empty(&splice)) {
9673                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9674                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9675                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9676         }
9677         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9678         return ret;
9679 }
9680
9681 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9682 {
9683         struct writeback_control wbc = {
9684                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9685                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9686                 .range_start = 0,
9687                 .range_end = LLONG_MAX,
9688         };
9689         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9690
9691         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9692                 return -EROFS;
9693
9694         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9695 }
9696
9697 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9698                                bool in_reclaim_context)
9699 {
9700         struct writeback_control wbc = {
9701                 .nr_to_write = nr,
9702                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9703                 .range_start = 0,
9704                 .range_end = LLONG_MAX,
9705         };
9706         struct btrfs_root *root;
9707         struct list_head splice;
9708         int ret;
9709
9710         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9711                 return -EROFS;
9712
9713         INIT_LIST_HEAD(&splice);
9714
9715         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9716         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9717         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9718         while (!list_empty(&splice)) {
9719                 /*
9720                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9721                  * flush.
9722                  */
9723                 if (nr == LONG_MAX)
9724                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9725
9726                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9727                                         delalloc_root);
9728                 root = btrfs_grab_root(root);
9729                 BUG_ON(!root);
9730                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9731                                &fs_info->delalloc_roots);
9732                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9733
9734                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9735                 btrfs_put_root(root);
9736                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9737                         goto out;
9738                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9739         }
9740         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9741
9742         ret = 0;
9743 out:
9744         if (!list_empty(&splice)) {
9745                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9746                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9747                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9748         }
9749         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9750         return ret;
9751 }
9752
9753 static int btrfs_symlink(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
9754                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9755 {
9756         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9757         struct btrfs_trans_handle *trans;
9758         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9759         struct btrfs_path *path;
9760         struct btrfs_key key;
9761         struct inode *inode;
9762         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9763                 .dir = dir,
9764                 .dentry = dentry,
9765         };
9766         unsigned int trans_num_items;
9767         int err;
9768         int name_len;
9769         int datasize;
9770         unsigned long ptr;
9771         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9772         struct extent_buffer *leaf;
9773
9774         name_len = strlen(symname);
9775         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9776                 return -ENAMETOOLONG;
9777
9778         inode = new_inode(dir->i_sb);
9779         if (!inode)
9780                 return -ENOMEM;
9781         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9782         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9783         inode_nohighmem(inode);
9784         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9785         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9786         inode_set_bytes(inode, name_len);
9787
9788         new_inode_args.inode = inode;
9789         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9790         if (err)
9791                 goto out_inode;
9792         /* 1 additional item for the inline extent */
9793         trans_num_items++;
9794
9795         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9796         if (IS_ERR(trans)) {
9797                 err = PTR_ERR(trans);
9798                 goto out_new_inode_args;
9799         }
9800
9801         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9802         if (err)
9803                 goto out;
9804
9805         path = btrfs_alloc_path();
9806         if (!path) {
9807                 err = -ENOMEM;
9808                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9809                 discard_new_inode(inode);
9810                 inode = NULL;
9811                 goto out;
9812         }
9813         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9814         key.offset = 0;
9815         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9816         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9817         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9818                                       datasize);
9819         if (err) {
9820                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9821                 btrfs_free_path(path);
9822                 discard_new_inode(inode);
9823                 inode = NULL;
9824                 goto out;
9825         }
9826         leaf = path->nodes[0];
9827         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9828                             struct btrfs_file_extent_item);
9829         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9830         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9831                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9832         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9833         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9834         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9835         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9836
9837         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9838         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9839         btrfs_mark_buffer_dirty(leaf);
9840         btrfs_free_path(path);
9841
9842         d_instantiate_new(dentry, inode);
9843         err = 0;
9844 out:
9845         btrfs_end_transaction(trans);
9846         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9847 out_new_inode_args:
9848         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9849 out_inode:
9850         if (err)
9851                 iput(inode);
9852         return err;
9853 }
9854
9855 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9856                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9857                                        struct btrfs_inode *inode,
9858                                        struct btrfs_key *ins,
9859                                        u64 file_offset)
9860 {
9861         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9862         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9863         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9864         struct btrfs_path *path;
9865         u64 start = ins->objectid;
9866         u64 len = ins->offset;
9867         int qgroup_released;
9868         int ret;
9869
9870         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9871
9872         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9873         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9874         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9875         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9876         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9877         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9878         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9879
9880         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9881         if (qgroup_released < 0)
9882                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9883
9884         if (trans) {
9885                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9886                                                   file_offset, &stack_fi,
9887                                                   true, qgroup_released);
9888                 if (ret)
9889                         goto free_qgroup;
9890                 return trans;
9891         }
9892
9893         extent_info.disk_offset = start;
9894         extent_info.disk_len = len;
9895         extent_info.data_offset = 0;
9896         extent_info.data_len = len;
9897         extent_info.file_offset = file_offset;
9898         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9899         extent_info.is_new_extent = true;
9900         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9901         extent_info.insertions = 0;
9902
9903         path = btrfs_alloc_path();
9904         if (!path) {
9905                 ret = -ENOMEM;
9906                 goto free_qgroup;
9907         }
9908
9909         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9910                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9911                                      &trans);
9912         btrfs_free_path(path);
9913         if (ret)
9914                 goto free_qgroup;
9915         return trans;
9916
9917 free_qgroup:
9918         /*
9919          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9920          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9921          * transaction.
9922          * But if we error out early, we have to free what we have released
9923          * or we leak qgroup data reservation.
9924          */
9925         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9926                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9927                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9928         return ERR_PTR(ret);
9929 }
9930
9931 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9932                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9933                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9934                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9935 {
9936         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9937         struct extent_map_tree *em_tree = &BTRFS_I(inode)->extent_tree;
9938         struct extent_map *em;
9939         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9940         struct btrfs_key ins;
9941         u64 cur_offset = start;
9942         u64 clear_offset = start;
9943         u64 i_size;
9944         u64 cur_bytes;
9945         u64 last_alloc = (u64)-1;
9946         int ret = 0;
9947         bool own_trans = true;
9948         u64 end = start + num_bytes - 1;
9949
9950         if (trans)
9951                 own_trans = false;
9952         while (num_bytes > 0) {
9953                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9954                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9955                 /*
9956                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9957                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9958                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9959                  * sized chunks.
9960                  */
9961                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9962                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9963                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9964                 if (ret)
9965                         break;
9966
9967                 /*
9968                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9969                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9970                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9971                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9972                  * clear_offset by our extent size.
9973                  */
9974                 clear_offset += ins.offset;
9975
9976                 last_alloc = ins.offset;
9977                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9978                                                     &ins, cur_offset);
9979                 /*
9980                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9981                  * decrement the number of reservations in the block group.
9982                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9983                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9984                  */
9985                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9986                 if (IS_ERR(trans)) {
9987                         ret = PTR_ERR(trans);
9988                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9989                                                    ins.offset, 0);
9990                         break;
9991                 }
9992
9993                 btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9994                                         cur_offset + ins.offset -1, 0);
9995
9996                 em = alloc_extent_map();
9997                 if (!em) {
9998                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9999                         goto next;
10000                 }
10001
10002                 em->start = cur_offset;
10003                 em->orig_start = cur_offset;
10004                 em->len = ins.offset;
10005                 em->block_start = ins.objectid;
10006                 em->block_len = ins.offset;
10007                 em->orig_block_len = ins.offset;
10008                 em->ram_bytes = ins.offset;
10009                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
10010                 em->generation = trans->transid;
10011
10012                 while (1) {
10013                         write_lock(&em_tree->lock);
10014                         ret = add_extent_mapping(em_tree, em, 1);
10015                         write_unlock(&em_tree->lock);
10016                         if (ret != -EEXIST)
10017                                 break;
10018                         btrfs_drop_extent_cache(BTRFS_I(inode), cur_offset,
10019                                                 cur_offset + ins.offset - 1,
10020                                                 0);
10021                 }
10022                 free_extent_map(em);
10023 next:
10024                 num_bytes -= ins.offset;
10025                 cur_offset += ins.offset;
10026                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
10027
10028                 inode_inc_iversion(inode);
10029                 inode->i_ctime = current_time(inode);
10030                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
10031                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
10032                     (actual_len > inode->i_size) &&
10033                     (cur_offset > inode->i_size)) {
10034                         if (cur_offset > actual_len)
10035                                 i_size = actual_len;
10036                         else
10037                                 i_size = cur_offset;
10038                         i_size_write(inode, i_size);
10039                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
10040                 }
10041
10042                 ret = btrfs_update_inode(trans, root, BTRFS_I(inode));
10043
10044                 if (ret) {
10045                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
10046                         if (own_trans)
10047                                 btrfs_end_transaction(trans);
10048                         break;
10049                 }
10050
10051                 if (own_trans) {
10052                         btrfs_end_transaction(trans);
10053                         trans = NULL;
10054                 }
10055         }
10056         if (clear_offset < end)
10057                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
10058                         end - clear_offset + 1);
10059         return ret;
10060 }
10061
10062 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
10063                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10064                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10065 {
10066         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10067                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
10068                                            NULL);
10069 }
10070
10071 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
10072                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
10073                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
10074                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
10075 {
10076         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
10077                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
10078 }
10079
10080 static int btrfs_permission(struct user_namespace *mnt_userns,
10081                             struct inode *inode, int mask)
10082 {
10083         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10084         umode_t mode = inode->i_mode;
10085
10086         if (mask & MAY_WRITE &&
10087             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
10088                 if (btrfs_root_readonly(root))
10089                         return -EROFS;
10090                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
10091                         return -EACCES;
10092         }
10093         return generic_permission(mnt_userns, inode, mask);
10094 }
10095
10096 static int btrfs_tmpfile(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir,
10097                          struct dentry *dentry, umode_t mode)
10098 {
10099         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
10100         struct btrfs_trans_handle *trans;
10101         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
10102         struct inode *inode;
10103         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
10104                 .dir = dir,
10105                 .dentry = dentry,
10106                 .orphan = true,
10107         };
10108         unsigned int trans_num_items;
10109         int ret;
10110
10111         inode = new_inode(dir->i_sb);
10112         if (!inode)
10113                 return -ENOMEM;
10114         inode_init_owner(mnt_userns, inode, dir, mode);
10115         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
10116         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
10117         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
10118
10119         new_inode_args.inode = inode;
10120         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
10121         if (ret)
10122                 goto out_inode;
10123
10124         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
10125         if (IS_ERR(trans)) {
10126                 ret = PTR_ERR(trans);
10127                 goto out_new_inode_args;
10128         }
10129
10130         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
10131
10132         /*
10133          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
10134          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
10135          * 0, through:
10136          *
10137          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
10138          */
10139         set_nlink(inode, 1);
10140
10141         if (!ret) {
10142                 d_tmpfile(dentry, inode);
10143                 unlock_new_inode(inode);
10144                 mark_inode_dirty(inode);
10145         }
10146
10147         btrfs_end_transaction(trans);
10148         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
10149 out_new_inode_args:
10150         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
10151 out_inode:
10152         if (ret)
10153                 iput(inode);
10154         return ret;
10155 }
10156
10157 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10158 {
10159         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10160         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
10161         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
10162         struct page *page;
10163         u32 len;
10164
10165         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
10166         len = end + 1 - start;
10167         while (index <= end_index) {
10168                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
10169                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
10170
10171                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
10172                 put_page(page);
10173                 index++;
10174         }
10175 }
10176
10177 static int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(
10178                                 struct btrfs_fs_info *fs_info,
10179                                 int compress_type)
10180 {
10181         switch (compress_type) {
10182         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
10183                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
10184         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
10185                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
10186         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
10187                 /*
10188                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
10189                  * sector size that we support.
10190                  */
10191                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
10192                         return -EINVAL;
10193                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
10194                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
10195         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
10196                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
10197         default:
10198                 return -EUCLEAN;
10199         }
10200 }
10201
10202 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
10203                                 struct kiocb *iocb,
10204                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
10205                                 u64 lockend,
10206                                 struct extent_state **cached_state,
10207                                 u64 extent_start, size_t count,
10208                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
10209                                 bool *unlocked)
10210 {
10211         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10212         struct btrfs_root *root = inode->root;
10213         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10214         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10215         struct btrfs_path *path;
10216         struct extent_buffer *leaf;
10217         struct btrfs_file_extent_item *item;
10218         u64 ram_bytes;
10219         unsigned long ptr;
10220         void *tmp;
10221         ssize_t ret;
10222
10223         path = btrfs_alloc_path();
10224         if (!path) {
10225                 ret = -ENOMEM;
10226                 goto out;
10227         }
10228         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
10229                                        extent_start, 0);
10230         if (ret) {
10231                 if (ret > 0) {
10232                         /* The extent item disappeared? */
10233                         ret = -EIO;
10234                 }
10235                 goto out;
10236         }
10237         leaf = path->nodes[0];
10238         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
10239
10240         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
10241         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
10242
10243         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
10244                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10245         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10246                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
10247         if (ret < 0)
10248                 goto out;
10249         encoded->compression = ret;
10250         if (encoded->compression) {
10251                 size_t inline_size;
10252
10253                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
10254                                                                 path->slots[0]);
10255                 if (inline_size > count) {
10256                         ret = -ENOBUFS;
10257                         goto out;
10258                 }
10259                 count = inline_size;
10260                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
10261                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
10262         } else {
10263                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10264                 encoded->len = count;
10265                 encoded->unencoded_len = count;
10266                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
10267         }
10268
10269         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
10270         if (!tmp) {
10271                 ret = -ENOMEM;
10272                 goto out;
10273         }
10274         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
10275         btrfs_release_path(path);
10276         unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, cached_state);
10277         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10278         *unlocked = true;
10279
10280         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
10281         if (ret != count)
10282                 ret = -EFAULT;
10283         kfree(tmp);
10284 out:
10285         btrfs_free_path(path);
10286         return ret;
10287 }
10288
10289 struct btrfs_encoded_read_private {
10290         struct btrfs_inode *inode;
10291         u64 file_offset;
10292         wait_queue_head_t wait;
10293         atomic_t pending;
10294         blk_status_t status;
10295         bool skip_csum;
10296 };
10297
10298 static blk_status_t submit_encoded_read_bio(struct btrfs_inode *inode,
10299                                             struct bio *bio, int mirror_num)
10300 {
10301         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bio->bi_private;
10302         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
10303         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10304         blk_status_t ret;
10305
10306         if (!priv->skip_csum) {
10307                 ret = btrfs_lookup_bio_sums(&inode->vfs_inode, bio, NULL);
10308                 if (ret)
10309                         return ret;
10310         }
10311
10312         ret = btrfs_bio_wq_end_io(fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_DATA);
10313         if (ret) {
10314                 btrfs_bio_free_csum(bbio);
10315                 return ret;
10316         }
10317
10318         atomic_inc(&priv->pending);
10319         ret = btrfs_map_bio(fs_info, bio, mirror_num);
10320         if (ret) {
10321                 atomic_dec(&priv->pending);
10322                 btrfs_bio_free_csum(bbio);
10323         }
10324         return ret;
10325 }
10326
10327 static blk_status_t btrfs_encoded_read_verify_csum(struct btrfs_bio *bbio)
10328 {
10329         const bool uptodate = (bbio->bio.bi_status == BLK_STS_OK);
10330         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->bio.bi_private;
10331         struct btrfs_inode *inode = priv->inode;
10332         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10333         u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
10334         struct bio_vec *bvec;
10335         struct bvec_iter_all iter_all;
10336         u64 start = priv->file_offset;
10337         u32 bio_offset = 0;
10338
10339         if (priv->skip_csum || !uptodate)
10340                 return bbio->bio.bi_status;
10341
10342         bio_for_each_segment_all(bvec, &bbio->bio, iter_all) {
10343                 unsigned int i, nr_sectors, pgoff;
10344
10345                 nr_sectors = BTRFS_BYTES_TO_BLKS(fs_info, bvec->bv_len);
10346                 pgoff = bvec->bv_offset;
10347                 for (i = 0; i < nr_sectors; i++) {
10348                         ASSERT(pgoff < PAGE_SIZE);
10349                         if (check_data_csum(&inode->vfs_inode, bbio, bio_offset,
10350                                             bvec->bv_page, pgoff, start))
10351                                 return BLK_STS_IOERR;
10352                         start += sectorsize;
10353                         bio_offset += sectorsize;
10354                         pgoff += sectorsize;
10355                 }
10356         }
10357         return BLK_STS_OK;
10358 }
10359
10360 static void btrfs_encoded_read_endio(struct bio *bio)
10361 {
10362         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bio->bi_private;
10363         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
10364         blk_status_t status;
10365
10366         status = btrfs_encoded_read_verify_csum(bbio);
10367         if (status) {
10368                 /*
10369                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
10370                  * pairs with the memory barrier implied by the
10371                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
10372                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
10373                  * write is observed before the load of status in
10374                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
10375                  */
10376                 WRITE_ONCE(priv->status, status);
10377         }
10378         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
10379                 wake_up(&priv->wait);
10380         btrfs_bio_free_csum(bbio);
10381         bio_put(bio);
10382 }
10383
10384 static int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
10385                                                  u64 file_offset,
10386                                                  u64 disk_bytenr,
10387                                                  u64 disk_io_size,
10388                                                  struct page **pages)
10389 {
10390         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10391         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
10392                 .inode = inode,
10393                 .file_offset = file_offset,
10394                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
10395                 .skip_csum = (inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM),
10396         };
10397         unsigned long i = 0;
10398         u64 cur = 0;
10399         int ret;
10400
10401         init_waitqueue_head(&priv.wait);
10402         /*
10403          * Submit bios for the extent, splitting due to bio or stripe limits as
10404          * necessary.
10405          */
10406         while (cur < disk_io_size) {
10407                 struct extent_map *em;
10408                 struct btrfs_io_geometry geom;
10409                 struct bio *bio = NULL;
10410                 u64 remaining;
10411
10412                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, disk_bytenr + cur,
10413                                          disk_io_size - cur);
10414                 if (IS_ERR(em)) {
10415                         ret = PTR_ERR(em);
10416                 } else {
10417                         ret = btrfs_get_io_geometry(fs_info, em, BTRFS_MAP_READ,
10418                                                     disk_bytenr + cur, &geom);
10419                         free_extent_map(em);
10420                 }
10421                 if (ret) {
10422                         WRITE_ONCE(priv.status, errno_to_blk_status(ret));
10423                         break;
10424                 }
10425                 remaining = min(geom.len, disk_io_size - cur);
10426                 while (bio || remaining) {
10427                         size_t bytes = min_t(u64, remaining, PAGE_SIZE);
10428
10429                         if (!bio) {
10430                                 bio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS);
10431                                 bio->bi_iter.bi_sector =
10432                                         (disk_bytenr + cur) >> SECTOR_SHIFT;
10433                                 bio->bi_end_io = btrfs_encoded_read_endio;
10434                                 bio->bi_private = &priv;
10435                                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
10436                         }
10437
10438                         if (!bytes ||
10439                             bio_add_page(bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
10440                                 blk_status_t status;
10441
10442                                 status = submit_encoded_read_bio(inode, bio, 0);
10443                                 if (status) {
10444                                         WRITE_ONCE(priv.status, status);
10445                                         bio_put(bio);
10446                                         goto out;
10447                                 }
10448                                 bio = NULL;
10449                                 continue;
10450                         }
10451
10452                         i++;
10453                         cur += bytes;
10454                         remaining -= bytes;
10455                 }
10456         }
10457
10458 out:
10459         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
10460                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
10461         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
10462         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
10463 }
10464
10465 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
10466                                           struct iov_iter *iter,
10467                                           u64 start, u64 lockend,
10468                                           struct extent_state **cached_state,
10469                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
10470                                           size_t count, bool compressed,
10471                                           bool *unlocked)
10472 {
10473         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10474         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10475         struct page **pages;
10476         unsigned long nr_pages, i;
10477         u64 cur;
10478         size_t page_offset;
10479         ssize_t ret;
10480
10481         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
10482         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
10483         if (!pages)
10484                 return -ENOMEM;
10485         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
10486         if (ret) {
10487                 ret = -ENOMEM;
10488                 goto out;
10489                 }
10490
10491         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
10492                                                     disk_io_size, pages);
10493         if (ret)
10494                 goto out;
10495
10496         unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, cached_state);
10497         btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10498         *unlocked = true;
10499
10500         if (compressed) {
10501                 i = 0;
10502                 page_offset = 0;
10503         } else {
10504                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10505                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10506         }
10507         cur = 0;
10508         while (cur < count) {
10509                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10510                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10511
10512                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10513                                       iter) != bytes) {
10514                         ret = -EFAULT;
10515                         goto out;
10516                 }
10517                 i++;
10518                 cur += bytes;
10519                 page_offset = 0;
10520         }
10521         ret = count;
10522 out:
10523         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10524                 if (pages[i])
10525                         __free_page(pages[i]);
10526         }
10527         kfree(pages);
10528         return ret;
10529 }
10530
10531 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10532                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10533 {
10534         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10535         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10536         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10537         ssize_t ret;
10538         size_t count = iov_iter_count(iter);
10539         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10540         struct extent_state *cached_state = NULL;
10541         struct extent_map *em;
10542         bool unlocked = false;
10543
10544         file_accessed(iocb->ki_filp);
10545
10546         btrfs_inode_lock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10547
10548         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10549                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10550                 return 0;
10551         }
10552         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10553         /*
10554          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10555          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10556          */
10557         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10558
10559         for (;;) {
10560                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10561
10562                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10563                                                lockend - start + 1);
10564                 if (ret)
10565                         goto out_unlock_inode;
10566                 lock_extent_bits(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10567                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10568                                                      lockend - start + 1);
10569                 if (!ordered)
10570                         break;
10571                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10572                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10573                 cond_resched();
10574         }
10575
10576         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10577         if (IS_ERR(em)) {
10578                 ret = PTR_ERR(em);
10579                 goto out_unlock_extent;
10580         }
10581
10582         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10583                 u64 extent_start = em->start;
10584
10585                 /*
10586                  * For inline extents we get everything we need out of the
10587                  * extent item.
10588                  */
10589                 free_extent_map(em);
10590                 em = NULL;
10591                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10592                                                 &cached_state, extent_start,
10593                                                 count, encoded, &unlocked);
10594                 goto out;
10595         }
10596
10597         /*
10598          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10599          * that.
10600          */
10601         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10602                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10603         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10604             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10605                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10606                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10607                 encoded->len = count;
10608                 encoded->unencoded_len = count;
10609         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10610                 disk_bytenr = em->block_start;
10611                 /*
10612                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10613                  * compressed extent.
10614                  */
10615                 if (em->block_len > count) {
10616                         ret = -ENOBUFS;
10617                         goto out_em;
10618                 }
10619                 disk_io_size = count = em->block_len;
10620                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10621                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10622                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10623                                                              em->compress_type);
10624                 if (ret < 0)
10625                         goto out_em;
10626                 encoded->compression = ret;
10627         } else {
10628                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10629                 if (encoded->len > count)
10630                         encoded->len = count;
10631                 /*
10632                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10633                  * allocations that we'll do.
10634                  */
10635                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10636                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10637                 encoded->len = count;
10638                 encoded->unencoded_len = count;
10639                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10640         }
10641         free_extent_map(em);
10642         em = NULL;
10643
10644         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10645                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10646                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10647                 unlocked = true;
10648                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10649                 if (ret != count)
10650                         ret = -EFAULT;
10651         } else {
10652                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10653                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10654                                                  disk_io_size, count,
10655                                                  encoded->compression,
10656                                                  &unlocked);
10657         }
10658
10659 out:
10660         if (ret >= 0)
10661                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10662 out_em:
10663         free_extent_map(em);
10664 out_unlock_extent:
10665         if (!unlocked)
10666                 unlock_extent_cached(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10667 out_unlock_inode:
10668         if (!unlocked)
10669                 btrfs_inode_unlock(&inode->vfs_inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10670         return ret;
10671 }
10672
10673 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10674                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10675 {
10676         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10677         struct btrfs_root *root = inode->root;
10678         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10679         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10680         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10681         struct extent_state *cached_state = NULL;
10682         int compression;
10683         size_t orig_count;
10684         u64 start, end;
10685         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10686         unsigned long nr_pages, i;
10687         struct page **pages;
10688         struct btrfs_key ins;
10689         bool extent_reserved = false;
10690         struct extent_map *em;
10691         ssize_t ret;
10692
10693         switch (encoded->compression) {
10694         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10695                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10696                 break;
10697         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10698                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10699                 break;
10700         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10701         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10702         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10703         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10704         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10705                 /* The sector size must match for LZO. */
10706                 if (encoded->compression -
10707                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10708                     fs_info->sectorsize_bits)
10709                         return -EINVAL;
10710                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10711                 break;
10712         default:
10713                 return -EINVAL;
10714         }
10715         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10716                 return -EINVAL;
10717
10718         orig_count = iov_iter_count(from);
10719
10720         /* The extent size must be sane. */
10721         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10722             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10723                 return -EINVAL;
10724
10725         /*
10726          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10727          *
10728          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10729          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10730          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10731          * extents.
10732          *
10733          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10734          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10735          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10736          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10737          */
10738         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10739                 return -EINVAL;
10740
10741         /* The extent must start on a sector boundary. */
10742         start = iocb->ki_pos;
10743         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10744                 return -EINVAL;
10745
10746         /*
10747          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10748          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10749          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10750          */
10751         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10752             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10753                 return -EINVAL;
10754
10755         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10756         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10757                 return -EINVAL;
10758
10759         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10760         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10761         end = start + num_bytes - 1;
10762
10763         /*
10764          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10765          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10766          * isn't.
10767          */
10768         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10769         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10770         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10771         if (!pages)
10772                 return -ENOMEM;
10773         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10774                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10775                 char *kaddr;
10776
10777                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10778                 if (!pages[i]) {
10779                         ret = -ENOMEM;
10780                         goto out_pages;
10781                 }
10782                 kaddr = kmap(pages[i]);
10783                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10784                         kunmap(pages[i]);
10785                         ret = -EFAULT;
10786                         goto out_pages;
10787                 }
10788                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10789                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10790                 kunmap(pages[i]);
10791         }
10792
10793         for (;;) {
10794                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10795
10796                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10797                 if (ret)
10798                         goto out_pages;
10799                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10800                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10801                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10802                 if (ret)
10803                         goto out_pages;
10804                 lock_extent_bits(io_tree, start, end, &cached_state);
10805                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10806                 if (!ordered &&
10807                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10808                         break;
10809                 if (ordered)
10810                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10811                 unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10812                 cond_resched();
10813         }
10814
10815         /*
10816          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10817          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10818          */
10819         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10820         if (ret)
10821                 goto out_unlock;
10822         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10823         if (ret)
10824                 goto out_free_data_space;
10825         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10826                                               false);
10827         if (ret)
10828                 goto out_qgroup_free_data;
10829
10830         /* Try an inline extent first. */
10831         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10832             encoded->unencoded_offset == 0) {
10833                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10834                                             compression, pages, true);
10835                 if (ret <= 0) {
10836                         if (ret == 0)
10837                                 ret = orig_count;
10838                         goto out_delalloc_release;
10839                 }
10840         }
10841
10842         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10843                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10844         if (ret)
10845                 goto out_delalloc_release;
10846         extent_reserved = true;
10847
10848         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10849                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10850                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10851                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10852         if (IS_ERR(em)) {
10853                 ret = PTR_ERR(em);
10854                 goto out_free_reserved;
10855         }
10856         free_extent_map(em);
10857
10858         ret = btrfs_add_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10859                                        ins.objectid, ins.offset,
10860                                        encoded->unencoded_offset,
10861                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10862                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10863                                        compression);
10864         if (ret) {
10865                 btrfs_drop_extent_cache(inode, start, end, 0);
10866                 goto out_free_reserved;
10867         }
10868         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10869
10870         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10871                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10872
10873         unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10874
10875         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10876
10877         if (btrfs_submit_compressed_write(inode, start, num_bytes, ins.objectid,
10878                                           ins.offset, pages, nr_pages, 0, NULL,
10879                                           false)) {
10880                 btrfs_writepage_endio_finish_ordered(inode, pages[0], start, end, 0);
10881                 ret = -EIO;
10882                 goto out_pages;
10883         }
10884         ret = orig_count;
10885         goto out;
10886
10887 out_free_reserved:
10888         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10889         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10890 out_delalloc_release:
10891         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10892         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10893 out_qgroup_free_data:
10894         if (ret < 0)
10895                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10896 out_free_data_space:
10897         /*
10898          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10899          * bytes_may_use.
10900          */
10901         if (!extent_reserved)
10902                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10903 out_unlock:
10904         unlock_extent_cached(io_tree, start, end, &cached_state);
10905 out_pages:
10906         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10907                 if (pages[i])
10908                         __free_page(pages[i]);
10909         }
10910         kvfree(pages);
10911 out:
10912         if (ret >= 0)
10913                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10914         return ret;
10915 }
10916
10917 #ifdef CONFIG_SWAP
10918 /*
10919  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10920  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10921  * negative errno on failure.
10922  */
10923 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10924                                   bool is_block_group)
10925 {
10926         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10927         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10928         struct rb_node **p;
10929         struct rb_node *parent = NULL;
10930
10931         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10932         if (!sp)
10933                 return -ENOMEM;
10934         sp->ptr = ptr;
10935         sp->inode = inode;
10936         sp->is_block_group = is_block_group;
10937         sp->bg_extent_count = 1;
10938
10939         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10940         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10941         while (*p) {
10942                 parent = *p;
10943                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10944                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10945                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10946                         p = &(*p)->rb_left;
10947                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10948                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10949                         p = &(*p)->rb_right;
10950                 } else {
10951                         if (is_block_group)
10952                                 entry->bg_extent_count++;
10953                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10954                         kfree(sp);
10955                         return 1;
10956                 }
10957         }
10958         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10959         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10960         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10961         return 0;
10962 }
10963
10964 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10965 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10966 {
10967         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10968         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10969         struct rb_node *node, *next;
10970
10971         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10972         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10973         while (node) {
10974                 next = rb_next(node);
10975                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10976                 if (sp->inode == inode) {
10977                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10978                         if (sp->is_block_group) {
10979                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10980                                                            sp->bg_extent_count);
10981                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10982                         }
10983                         kfree(sp);
10984                 }
10985                 node = next;
10986         }
10987         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10988 }
10989
10990 struct btrfs_swap_info {
10991         u64 start;
10992         u64 block_start;
10993         u64 block_len;
10994         u64 lowest_ppage;
10995         u64 highest_ppage;
10996         unsigned long nr_pages;
10997         int nr_extents;
10998 };
10999
11000 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
11001                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
11002 {
11003         unsigned long nr_pages;
11004         unsigned long max_pages;
11005         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
11006         int ret;
11007
11008         /*
11009          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
11010          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
11011          * the max size set in the swap header.
11012          */
11013         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
11014                 return 0;
11015
11016         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
11017         first_ppage = ALIGN(bsi->block_start, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
11018         next_ppage = ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len,
11019                                 PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
11020
11021         if (first_ppage >= next_ppage)
11022                 return 0;
11023         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
11024         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
11025
11026         first_ppage_reported = first_ppage;
11027         if (bsi->start == 0)
11028                 first_ppage_reported++;
11029         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
11030                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
11031         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
11032                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
11033
11034         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
11035         if (ret < 0)
11036                 return ret;
11037         bsi->nr_extents += ret;
11038         bsi->nr_pages += nr_pages;
11039         return 0;
11040 }
11041
11042 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11043 {
11044         struct inode *inode = file_inode(file);
11045
11046         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
11047         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
11048 }
11049
11050 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11051                                sector_t *span)
11052 {
11053         struct inode *inode = file_inode(file);
11054         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
11055         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
11056         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
11057         struct extent_state *cached_state = NULL;
11058         struct extent_map *em = NULL;
11059         struct btrfs_device *device = NULL;
11060         struct btrfs_swap_info bsi = {
11061                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
11062         };
11063         int ret = 0;
11064         u64 isize;
11065         u64 start;
11066
11067         /*
11068          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
11069          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
11070          * we don't really care.
11071          */
11072         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
11073         if (ret)
11074                 return ret;
11075
11076         /*
11077          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
11078          */
11079         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
11080                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11081                 return -EINVAL;
11082         }
11083         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
11084                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
11085                 return -EINVAL;
11086         }
11087         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
11088                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
11089                 return -EINVAL;
11090         }
11091
11092         /*
11093          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
11094          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
11095          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
11096          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
11097          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
11098          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
11099          * really worth the trouble to allow it.
11100          */
11101         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
11102                 btrfs_warn(fs_info,
11103            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
11104                 return -EBUSY;
11105         }
11106
11107         /*
11108          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
11109          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
11110          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
11111          * completes before the first write into the swap file after it is
11112          * activated, than that write would fallback to COW.
11113          */
11114         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
11115                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11116                 btrfs_warn(fs_info,
11117            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
11118                 return -EINVAL;
11119         }
11120         /*
11121          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
11122          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
11123          * before walking the extents because we don't want a concurrent
11124          * snapshot to run after we've already checked the extents.
11125          *
11126          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
11127          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
11128          * activating the swapfile.
11129          */
11130         spin_lock(&root->root_item_lock);
11131         if (btrfs_root_dead(root)) {
11132                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
11133
11134                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
11135                 btrfs_warn(fs_info,
11136                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
11137                         root->root_key.objectid);
11138                 return -EPERM;
11139         }
11140         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
11141         spin_unlock(&root->root_item_lock);
11142
11143         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
11144
11145         lock_extent_bits(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11146         start = 0;
11147         while (start < isize) {
11148                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
11149                 struct btrfs_block_group *bg;
11150                 u64 len = isize - start;
11151
11152                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
11153                 if (IS_ERR(em)) {
11154                         ret = PTR_ERR(em);
11155                         goto out;
11156                 }
11157
11158                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
11159                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
11160                         ret = -EINVAL;
11161                         goto out;
11162                 }
11163                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
11164                         /*
11165                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
11166                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
11167                          * big enough to store more than the swap header, but in
11168                          * case something changes in the future, let's catch it
11169                          * here rather than later.
11170                          */
11171                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
11172                         ret = -EINVAL;
11173                         goto out;
11174                 }
11175                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
11176                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
11177                         ret = -EINVAL;
11178                         goto out;
11179                 }
11180
11181                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
11182                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
11183                 free_extent_map(em);
11184                 em = NULL;
11185
11186                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, true);
11187                 if (ret < 0) {
11188                         goto out;
11189                 } else if (ret) {
11190                         ret = 0;
11191                 } else {
11192                         btrfs_warn(fs_info,
11193                                    "swapfile must not be copy-on-write");
11194                         ret = -EINVAL;
11195                         goto out;
11196                 }
11197
11198                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
11199                 if (IS_ERR(em)) {
11200                         ret = PTR_ERR(em);
11201                         goto out;
11202                 }
11203
11204                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
11205                         btrfs_warn(fs_info,
11206                                    "swapfile must have single data profile");
11207                         ret = -EINVAL;
11208                         goto out;
11209                 }
11210
11211                 if (device == NULL) {
11212                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
11213                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
11214                         if (ret == 1)
11215                                 ret = 0;
11216                         else if (ret)
11217                                 goto out;
11218                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
11219                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
11220                         ret = -EINVAL;
11221                         goto out;
11222                 }
11223
11224                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
11225                                         (logical_block_start - em->start));
11226                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
11227                 free_extent_map(em);
11228                 em = NULL;
11229
11230                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
11231                 if (!bg) {
11232                         btrfs_warn(fs_info,
11233                            "could not find block group containing swapfile");
11234                         ret = -EINVAL;
11235                         goto out;
11236                 }
11237
11238                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
11239                         btrfs_warn(fs_info,
11240                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
11241                            bg->start,
11242                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
11243                                        " (scrub running)" : "");
11244                         btrfs_put_block_group(bg);
11245                         ret = -EINVAL;
11246                         goto out;
11247                 }
11248
11249                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
11250                 if (ret) {
11251                         btrfs_put_block_group(bg);
11252                         if (ret == 1)
11253                                 ret = 0;
11254                         else
11255                                 goto out;
11256                 }
11257
11258                 if (bsi.block_len &&
11259                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
11260                         bsi.block_len += len;
11261                 } else {
11262                         if (bsi.block_len) {
11263                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11264                                 if (ret)
11265                                         goto out;
11266                         }
11267                         bsi.start = start;
11268                         bsi.block_start = physical_block_start;
11269                         bsi.block_len = len;
11270                 }
11271
11272                 start += len;
11273         }
11274
11275         if (bsi.block_len)
11276                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
11277
11278 out:
11279         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
11280                 free_extent_map(em);
11281
11282         unlock_extent_cached(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
11283
11284         if (ret)
11285                 btrfs_swap_deactivate(file);
11286
11287         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
11288
11289         btrfs_exclop_finish(fs_info);
11290
11291         if (ret)
11292                 return ret;
11293
11294         if (device)
11295                 sis->bdev = device->bdev;
11296         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
11297         sis->max = bsi.nr_pages;
11298         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
11299         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
11300         return bsi.nr_extents;
11301 }
11302 #else
11303 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
11304 {
11305 }
11306
11307 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
11308                                sector_t *span)
11309 {
11310         return -EOPNOTSUPP;
11311 }
11312 #endif
11313
11314 /*
11315  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
11316  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
11317  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
11318  * always get a correct value.
11319  */
11320 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
11321                               const u64 add_bytes,
11322                               const u64 del_bytes)
11323 {
11324         if (add_bytes == del_bytes)
11325                 return;
11326
11327         spin_lock(&inode->lock);
11328         if (del_bytes > 0)
11329                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
11330         if (add_bytes > 0)
11331                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
11332         spin_unlock(&inode->lock);
11333 }
11334
11335 /**
11336  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
11337  *
11338  * @inode:   The target inode.
11339  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
11340  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
11341  *           sector size aligned.
11342  *
11343  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
11344  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
11345  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
11346  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
11347  * the inode's io_tree.
11348  */
11349 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
11350 {
11351         struct btrfs_root *root = inode->root;
11352         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
11353
11354         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
11355                 return;
11356
11357         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
11358         if (ordered) {
11359                 btrfs_err(root->fs_info,
11360 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
11361                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
11362                           ordered->file_offset,
11363                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
11364                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
11365         }
11366
11367         ASSERT(ordered == NULL);
11368 }
11369
11370 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
11371         .getattr        = btrfs_getattr,
11372         .lookup         = btrfs_lookup,
11373         .create         = btrfs_create,
11374         .unlink         = btrfs_unlink,
11375         .link           = btrfs_link,
11376         .mkdir          = btrfs_mkdir,
11377         .rmdir          = btrfs_rmdir,
11378         .rename         = btrfs_rename2,
11379         .symlink        = btrfs_symlink,
11380         .setattr        = btrfs_setattr,
11381         .mknod          = btrfs_mknod,
11382         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11383         .permission     = btrfs_permission,
11384         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11385         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11386         .update_time    = btrfs_update_time,
11387         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
11388         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11389         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11390 };
11391
11392 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
11393         .llseek         = generic_file_llseek,
11394         .read           = generic_read_dir,
11395         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
11396         .open           = btrfs_opendir,
11397         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
11398 #ifdef CONFIG_COMPAT
11399         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
11400 #endif
11401         .release        = btrfs_release_file,
11402         .fsync          = btrfs_sync_file,
11403 };
11404
11405 /*
11406  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
11407  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
11408  * these extents won't change over the life of the file and they
11409  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
11410  *
11411  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
11412  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
11413  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
11414  *
11415  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
11416  */
11417 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
11418         .read_folio     = btrfs_read_folio,
11419         .writepage      = btrfs_writepage,
11420         .writepages     = btrfs_writepages,
11421         .readahead      = btrfs_readahead,
11422         .direct_IO      = noop_direct_IO,
11423         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
11424         .release_folio  = btrfs_release_folio,
11425 #ifdef CONFIG_MIGRATION
11426         .migratepage    = btrfs_migratepage,
11427 #endif
11428         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
11429         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
11430         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
11431         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
11432 };
11433
11434 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
11435         .getattr        = btrfs_getattr,
11436         .setattr        = btrfs_setattr,
11437         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11438         .permission     = btrfs_permission,
11439         .fiemap         = btrfs_fiemap,
11440         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11441         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11442         .update_time    = btrfs_update_time,
11443         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
11444         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
11445 };
11446 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
11447         .getattr        = btrfs_getattr,
11448         .setattr        = btrfs_setattr,
11449         .permission     = btrfs_permission,
11450         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11451         .get_acl        = btrfs_get_acl,
11452         .set_acl        = btrfs_set_acl,
11453         .update_time    = btrfs_update_time,
11454 };
11455 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
11456         .get_link       = page_get_link,
11457         .getattr        = btrfs_getattr,
11458         .setattr        = btrfs_setattr,
11459         .permission     = btrfs_permission,
11460         .listxattr      = btrfs_listxattr,
11461         .update_time    = btrfs_update_time,
11462 };
11463
11464 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
11465         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
11466 };