c4b5d4047c5d3b3c384c43682a2cbb764244c4ff
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
4  */
5
6 #include <crypto/hash.h>
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/blk-cgroup.h>
10 #include <linux/file.h>
11 #include <linux/fs.h>
12 #include <linux/pagemap.h>
13 #include <linux/highmem.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/writeback.h>
19 #include <linux/compat.h>
20 #include <linux/xattr.h>
21 #include <linux/posix_acl.h>
22 #include <linux/falloc.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/ratelimit.h>
25 #include <linux/btrfs.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/posix_acl_xattr.h>
28 #include <linux/uio.h>
29 #include <linux/magic.h>
30 #include <linux/iversion.h>
31 #include <linux/swap.h>
32 #include <linux/migrate.h>
33 #include <linux/sched/mm.h>
34 #include <linux/iomap.h>
35 #include <asm/unaligned.h>
36 #include <linux/fsverity.h>
37 #include "misc.h"
38 #include "ctree.h"
39 #include "disk-io.h"
40 #include "transaction.h"
41 #include "btrfs_inode.h"
42 #include "print-tree.h"
43 #include "ordered-data.h"
44 #include "xattr.h"
45 #include "tree-log.h"
46 #include "bio.h"
47 #include "compression.h"
48 #include "locking.h"
49 #include "free-space-cache.h"
50 #include "props.h"
51 #include "qgroup.h"
52 #include "delalloc-space.h"
53 #include "block-group.h"
54 #include "space-info.h"
55 #include "zoned.h"
56 #include "subpage.h"
57 #include "inode-item.h"
58 #include "fs.h"
59 #include "accessors.h"
60 #include "extent-tree.h"
61 #include "root-tree.h"
62 #include "defrag.h"
63 #include "dir-item.h"
64 #include "file-item.h"
65 #include "uuid-tree.h"
66 #include "ioctl.h"
67 #include "file.h"
68 #include "acl.h"
69 #include "relocation.h"
70 #include "verity.h"
71 #include "super.h"
72 #include "orphan.h"
73 #include "backref.h"
74 #include "raid-stripe-tree.h"
75
76 struct btrfs_iget_args {
77         u64 ino;
78         struct btrfs_root *root;
79 };
80
81 struct btrfs_dio_data {
82         ssize_t submitted;
83         struct extent_changeset *data_reserved;
84         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
85         bool data_space_reserved;
86         bool nocow_done;
87 };
88
89 struct btrfs_dio_private {
90         /* Range of I/O */
91         u64 file_offset;
92         u32 bytes;
93
94         /* This must be last */
95         struct btrfs_bio bbio;
96 };
97
98 static struct bio_set btrfs_dio_bioset;
99
100 struct btrfs_rename_ctx {
101         /* Output field. Stores the index number of the old directory entry. */
102         u64 index;
103 };
104
105 /*
106  * Used by data_reloc_print_warning_inode() to pass needed info for filename
107  * resolution and output of error message.
108  */
109 struct data_reloc_warn {
110         struct btrfs_path path;
111         struct btrfs_fs_info *fs_info;
112         u64 extent_item_size;
113         u64 logical;
114         int mirror_num;
115 };
116
117 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations;
118 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations;
119 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations;
120 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations;
121 static const struct address_space_operations btrfs_aops;
122 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations;
123
124 static struct kmem_cache *btrfs_inode_cachep;
125
126 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr);
127 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback);
128
129 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
130                                      struct page *locked_page, u64 start,
131                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
132                                      bool pages_dirty);
133 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
134                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
135                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
136                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
137                                        int type);
138
139 static int data_reloc_print_warning_inode(u64 inum, u64 offset, u64 num_bytes,
140                                           u64 root, void *warn_ctx)
141 {
142         struct data_reloc_warn *warn = warn_ctx;
143         struct btrfs_fs_info *fs_info = warn->fs_info;
144         struct extent_buffer *eb;
145         struct btrfs_inode_item *inode_item;
146         struct inode_fs_paths *ipath = NULL;
147         struct btrfs_root *local_root;
148         struct btrfs_key key;
149         unsigned int nofs_flag;
150         u32 nlink;
151         int ret;
152
153         local_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, root, true);
154         if (IS_ERR(local_root)) {
155                 ret = PTR_ERR(local_root);
156                 goto err;
157         }
158
159         /* This makes the path point to (inum INODE_ITEM ioff). */
160         key.objectid = inum;
161         key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
162         key.offset = 0;
163
164         ret = btrfs_search_slot(NULL, local_root, &key, &warn->path, 0, 0);
165         if (ret) {
166                 btrfs_put_root(local_root);
167                 btrfs_release_path(&warn->path);
168                 goto err;
169         }
170
171         eb = warn->path.nodes[0];
172         inode_item = btrfs_item_ptr(eb, warn->path.slots[0], struct btrfs_inode_item);
173         nlink = btrfs_inode_nlink(eb, inode_item);
174         btrfs_release_path(&warn->path);
175
176         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
177         ipath = init_ipath(4096, local_root, &warn->path);
178         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
179         if (IS_ERR(ipath)) {
180                 btrfs_put_root(local_root);
181                 ret = PTR_ERR(ipath);
182                 ipath = NULL;
183                 /*
184                  * -ENOMEM, not a critical error, just output an generic error
185                  * without filename.
186                  */
187                 btrfs_warn(fs_info,
188 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu, inode %llu offset %llu",
189                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset);
190                 return ret;
191         }
192         ret = paths_from_inode(inum, ipath);
193         if (ret < 0)
194                 goto err;
195
196         /*
197          * We deliberately ignore the bit ipath might have been too small to
198          * hold all of the paths here
199          */
200         for (int i = 0; i < ipath->fspath->elem_cnt; i++) {
201                 btrfs_warn(fs_info,
202 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu length %u links %u (path: %s)",
203                            warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset,
204                            fs_info->sectorsize, nlink,
205                            (char *)(unsigned long)ipath->fspath->val[i]);
206         }
207
208         btrfs_put_root(local_root);
209         free_ipath(ipath);
210         return 0;
211
212 err:
213         btrfs_warn(fs_info,
214 "checksum error at logical %llu mirror %u root %llu inode %llu offset %llu, path resolving failed with ret=%d",
215                    warn->logical, warn->mirror_num, root, inum, offset, ret);
216
217         free_ipath(ipath);
218         return ret;
219 }
220
221 /*
222  * Do extra user-friendly error output (e.g. lookup all the affected files).
223  *
224  * Return true if we succeeded doing the backref lookup.
225  * Return false if such lookup failed, and has to fallback to the old error message.
226  */
227 static void print_data_reloc_error(const struct btrfs_inode *inode, u64 file_off,
228                                    const u8 *csum, const u8 *csum_expected,
229                                    int mirror_num)
230 {
231         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
232         struct btrfs_path path = { 0 };
233         struct btrfs_key found_key = { 0 };
234         struct extent_buffer *eb;
235         struct btrfs_extent_item *ei;
236         const u32 csum_size = fs_info->csum_size;
237         u64 logical;
238         u64 flags;
239         u32 item_size;
240         int ret;
241
242         mutex_lock(&fs_info->reloc_mutex);
243         logical = btrfs_get_reloc_bg_bytenr(fs_info);
244         mutex_unlock(&fs_info->reloc_mutex);
245
246         if (logical == U64_MAX) {
247                 btrfs_warn_rl(fs_info, "has data reloc tree but no running relocation");
248                 btrfs_warn_rl(fs_info,
249 "csum failed root %lld ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
250                         inode->root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), file_off,
251                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
252                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
253                         mirror_num);
254                 return;
255         }
256
257         logical += file_off;
258         btrfs_warn_rl(fs_info,
259 "csum failed root %lld ino %llu off %llu logical %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
260                         inode->root->root_key.objectid,
261                         btrfs_ino(inode), file_off, logical,
262                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
263                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
264                         mirror_num);
265
266         ret = extent_from_logical(fs_info, logical, &path, &found_key, &flags);
267         if (ret < 0) {
268                 btrfs_err_rl(fs_info, "failed to lookup extent item for logical %llu: %d",
269                              logical, ret);
270                 return;
271         }
272         eb = path.nodes[0];
273         ei = btrfs_item_ptr(eb, path.slots[0], struct btrfs_extent_item);
274         item_size = btrfs_item_size(eb, path.slots[0]);
275         if (flags & BTRFS_EXTENT_FLAG_TREE_BLOCK) {
276                 unsigned long ptr = 0;
277                 u64 ref_root;
278                 u8 ref_level;
279
280                 while (true) {
281                         ret = tree_backref_for_extent(&ptr, eb, &found_key, ei,
282                                                       item_size, &ref_root,
283                                                       &ref_level);
284                         if (ret < 0) {
285                                 btrfs_warn_rl(fs_info,
286                                 "failed to resolve tree backref for logical %llu: %d",
287                                               logical, ret);
288                                 break;
289                         }
290                         if (ret > 0)
291                                 break;
292
293                         btrfs_warn_rl(fs_info,
294 "csum error at logical %llu mirror %u: metadata %s (level %d) in tree %llu",
295                                 logical, mirror_num,
296                                 (ref_level ? "node" : "leaf"),
297                                 ref_level, ref_root);
298                 }
299                 btrfs_release_path(&path);
300         } else {
301                 struct btrfs_backref_walk_ctx ctx = { 0 };
302                 struct data_reloc_warn reloc_warn = { 0 };
303
304                 btrfs_release_path(&path);
305
306                 ctx.bytenr = found_key.objectid;
307                 ctx.extent_item_pos = logical - found_key.objectid;
308                 ctx.fs_info = fs_info;
309
310                 reloc_warn.logical = logical;
311                 reloc_warn.extent_item_size = found_key.offset;
312                 reloc_warn.mirror_num = mirror_num;
313                 reloc_warn.fs_info = fs_info;
314
315                 iterate_extent_inodes(&ctx, true,
316                                       data_reloc_print_warning_inode, &reloc_warn);
317         }
318 }
319
320 static void __cold btrfs_print_data_csum_error(struct btrfs_inode *inode,
321                 u64 logical_start, u8 *csum, u8 *csum_expected, int mirror_num)
322 {
323         struct btrfs_root *root = inode->root;
324         const u32 csum_size = root->fs_info->csum_size;
325
326         /* For data reloc tree, it's better to do a backref lookup instead. */
327         if (root->root_key.objectid == BTRFS_DATA_RELOC_TREE_OBJECTID)
328                 return print_data_reloc_error(inode, logical_start, csum,
329                                               csum_expected, mirror_num);
330
331         /* Output without objectid, which is more meaningful */
332         if (root->root_key.objectid >= BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID) {
333                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
334 "csum failed root %lld ino %lld off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
335                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
336                         logical_start,
337                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
338                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
339                         mirror_num);
340         } else {
341                 btrfs_warn_rl(root->fs_info,
342 "csum failed root %llu ino %llu off %llu csum " CSUM_FMT " expected csum " CSUM_FMT " mirror %d",
343                         root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode),
344                         logical_start,
345                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum),
346                         CSUM_FMT_VALUE(csum_size, csum_expected),
347                         mirror_num);
348         }
349 }
350
351 /*
352  * Lock inode i_rwsem based on arguments passed.
353  *
354  * ilock_flags can have the following bit set:
355  *
356  * BTRFS_ILOCK_SHARED - acquire a shared lock on the inode
357  * BTRFS_ILOCK_TRY - try to acquire the lock, if fails on first attempt
358  *                   return -EAGAIN
359  * BTRFS_ILOCK_MMAP - acquire a write lock on the i_mmap_lock
360  */
361 int btrfs_inode_lock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
362 {
363         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED) {
364                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
365                         if (!inode_trylock_shared(&inode->vfs_inode))
366                                 return -EAGAIN;
367                         else
368                                 return 0;
369                 }
370                 inode_lock_shared(&inode->vfs_inode);
371         } else {
372                 if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_TRY) {
373                         if (!inode_trylock(&inode->vfs_inode))
374                                 return -EAGAIN;
375                         else
376                                 return 0;
377                 }
378                 inode_lock(&inode->vfs_inode);
379         }
380         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
381                 down_write(&inode->i_mmap_lock);
382         return 0;
383 }
384
385 /*
386  * Unock inode i_rwsem.
387  *
388  * ilock_flags should contain the same bits set as passed to btrfs_inode_lock()
389  * to decide whether the lock acquired is shared or exclusive.
390  */
391 void btrfs_inode_unlock(struct btrfs_inode *inode, unsigned int ilock_flags)
392 {
393         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_MMAP)
394                 up_write(&inode->i_mmap_lock);
395         if (ilock_flags & BTRFS_ILOCK_SHARED)
396                 inode_unlock_shared(&inode->vfs_inode);
397         else
398                 inode_unlock(&inode->vfs_inode);
399 }
400
401 /*
402  * Cleanup all submitted ordered extents in specified range to handle errors
403  * from the btrfs_run_delalloc_range() callback.
404  *
405  * NOTE: caller must ensure that when an error happens, it can not call
406  * extent_clear_unlock_delalloc() to clear both the bits EXTENT_DO_ACCOUNTING
407  * and EXTENT_DELALLOC simultaneously, because that causes the reserved metadata
408  * to be released, which we want to happen only when finishing the ordered
409  * extent (btrfs_finish_ordered_io()).
410  */
411 static inline void btrfs_cleanup_ordered_extents(struct btrfs_inode *inode,
412                                                  struct page *locked_page,
413                                                  u64 offset, u64 bytes)
414 {
415         unsigned long index = offset >> PAGE_SHIFT;
416         unsigned long end_index = (offset + bytes - 1) >> PAGE_SHIFT;
417         u64 page_start = 0, page_end = 0;
418         struct page *page;
419
420         if (locked_page) {
421                 page_start = page_offset(locked_page);
422                 page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
423         }
424
425         while (index <= end_index) {
426                 /*
427                  * For locked page, we will call btrfs_mark_ordered_io_finished
428                  * through btrfs_mark_ordered_io_finished() on it
429                  * in run_delalloc_range() for the error handling, which will
430                  * clear page Ordered and run the ordered extent accounting.
431                  *
432                  * Here we can't just clear the Ordered bit, or
433                  * btrfs_mark_ordered_io_finished() would skip the accounting
434                  * for the page range, and the ordered extent will never finish.
435                  */
436                 if (locked_page && index == (page_start >> PAGE_SHIFT)) {
437                         index++;
438                         continue;
439                 }
440                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
441                 index++;
442                 if (!page)
443                         continue;
444
445                 /*
446                  * Here we just clear all Ordered bits for every page in the
447                  * range, then btrfs_mark_ordered_io_finished() will handle
448                  * the ordered extent accounting for the range.
449                  */
450                 btrfs_page_clamp_clear_ordered(inode->root->fs_info, page,
451                                                offset, bytes);
452                 put_page(page);
453         }
454
455         if (locked_page) {
456                 /* The locked page covers the full range, nothing needs to be done */
457                 if (bytes + offset <= page_start + PAGE_SIZE)
458                         return;
459                 /*
460                  * In case this page belongs to the delalloc range being
461                  * instantiated then skip it, since the first page of a range is
462                  * going to be properly cleaned up by the caller of
463                  * run_delalloc_range
464                  */
465                 if (page_start >= offset && page_end <= (offset + bytes - 1)) {
466                         bytes = offset + bytes - page_offset(locked_page) - PAGE_SIZE;
467                         offset = page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE;
468                 }
469         }
470
471         return btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, NULL, offset, bytes, false);
472 }
473
474 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode);
475
476 static int btrfs_init_inode_security(struct btrfs_trans_handle *trans,
477                                      struct btrfs_new_inode_args *args)
478 {
479         int err;
480
481         if (args->default_acl) {
482                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->default_acl,
483                                       ACL_TYPE_DEFAULT);
484                 if (err)
485                         return err;
486         }
487         if (args->acl) {
488                 err = __btrfs_set_acl(trans, args->inode, args->acl, ACL_TYPE_ACCESS);
489                 if (err)
490                         return err;
491         }
492         if (!args->default_acl && !args->acl)
493                 cache_no_acl(args->inode);
494         return btrfs_xattr_security_init(trans, args->inode, args->dir,
495                                          &args->dentry->d_name);
496 }
497
498 /*
499  * this does all the hard work for inserting an inline extent into
500  * the btree.  The caller should have done a btrfs_drop_extents so that
501  * no overlapping inline items exist in the btree
502  */
503 static int insert_inline_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
504                                 struct btrfs_path *path,
505                                 struct btrfs_inode *inode, bool extent_inserted,
506                                 size_t size, size_t compressed_size,
507                                 int compress_type,
508                                 struct page **compressed_pages,
509                                 bool update_i_size)
510 {
511         struct btrfs_root *root = inode->root;
512         struct extent_buffer *leaf;
513         struct page *page = NULL;
514         char *kaddr;
515         unsigned long ptr;
516         struct btrfs_file_extent_item *ei;
517         int ret;
518         size_t cur_size = size;
519         u64 i_size;
520
521         ASSERT((compressed_size > 0 && compressed_pages) ||
522                (compressed_size == 0 && !compressed_pages));
523
524         if (compressed_size && compressed_pages)
525                 cur_size = compressed_size;
526
527         if (!extent_inserted) {
528                 struct btrfs_key key;
529                 size_t datasize;
530
531                 key.objectid = btrfs_ino(inode);
532                 key.offset = 0;
533                 key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
534
535                 datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(cur_size);
536                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
537                                               datasize);
538                 if (ret)
539                         goto fail;
540         }
541         leaf = path->nodes[0];
542         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
543                             struct btrfs_file_extent_item);
544         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
545         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei, BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
546         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
547         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
548         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, size);
549         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
550
551         if (compress_type != BTRFS_COMPRESS_NONE) {
552                 struct page *cpage;
553                 int i = 0;
554                 while (compressed_size > 0) {
555                         cpage = compressed_pages[i];
556                         cur_size = min_t(unsigned long, compressed_size,
557                                        PAGE_SIZE);
558
559                         kaddr = kmap_local_page(cpage);
560                         write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, cur_size);
561                         kunmap_local(kaddr);
562
563                         i++;
564                         ptr += cur_size;
565                         compressed_size -= cur_size;
566                 }
567                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei,
568                                                   compress_type);
569         } else {
570                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, 0);
571                 btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
572                 kaddr = kmap_local_page(page);
573                 write_extent_buffer(leaf, kaddr, ptr, size);
574                 kunmap_local(kaddr);
575                 put_page(page);
576         }
577         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
578         btrfs_release_path(path);
579
580         /*
581          * We align size to sectorsize for inline extents just for simplicity
582          * sake.
583          */
584         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, 0,
585                                         ALIGN(size, root->fs_info->sectorsize));
586         if (ret)
587                 goto fail;
588
589         /*
590          * We're an inline extent, so nobody can extend the file past i_size
591          * without locking a page we already have locked.
592          *
593          * We must do any i_size and inode updates before we unlock the pages.
594          * Otherwise we could end up racing with unlink.
595          */
596         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
597         if (update_i_size && size > i_size) {
598                 i_size_write(&inode->vfs_inode, size);
599                 i_size = size;
600         }
601         inode->disk_i_size = i_size;
602
603 fail:
604         return ret;
605 }
606
607
608 /*
609  * conditionally insert an inline extent into the file.  This
610  * does the checks required to make sure the data is small enough
611  * to fit as an inline extent.
612  */
613 static noinline int cow_file_range_inline(struct btrfs_inode *inode, u64 size,
614                                           size_t compressed_size,
615                                           int compress_type,
616                                           struct page **compressed_pages,
617                                           bool update_i_size)
618 {
619         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
620         struct btrfs_root *root = inode->root;
621         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
622         struct btrfs_trans_handle *trans;
623         u64 data_len = (compressed_size ?: size);
624         int ret;
625         struct btrfs_path *path;
626
627         /*
628          * We can create an inline extent if it ends at or beyond the current
629          * i_size, is no larger than a sector (decompressed), and the (possibly
630          * compressed) data fits in a leaf and the configured maximum inline
631          * size.
632          */
633         if (size < i_size_read(&inode->vfs_inode) ||
634             size > fs_info->sectorsize ||
635             data_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info) ||
636             data_len > fs_info->max_inline)
637                 return 1;
638
639         path = btrfs_alloc_path();
640         if (!path)
641                 return -ENOMEM;
642
643         trans = btrfs_join_transaction(root);
644         if (IS_ERR(trans)) {
645                 btrfs_free_path(path);
646                 return PTR_ERR(trans);
647         }
648         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
649
650         drop_args.path = path;
651         drop_args.start = 0;
652         drop_args.end = fs_info->sectorsize;
653         drop_args.drop_cache = true;
654         drop_args.replace_extent = true;
655         drop_args.extent_item_size = btrfs_file_extent_calc_inline_size(data_len);
656         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
657         if (ret) {
658                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
659                 goto out;
660         }
661
662         ret = insert_inline_extent(trans, path, inode, drop_args.extent_inserted,
663                                    size, compressed_size, compress_type,
664                                    compressed_pages, update_i_size);
665         if (ret && ret != -ENOSPC) {
666                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
667                 goto out;
668         } else if (ret == -ENOSPC) {
669                 ret = 1;
670                 goto out;
671         }
672
673         btrfs_update_inode_bytes(inode, size, drop_args.bytes_found);
674         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
675         if (ret && ret != -ENOSPC) {
676                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
677                 goto out;
678         } else if (ret == -ENOSPC) {
679                 ret = 1;
680                 goto out;
681         }
682
683         btrfs_set_inode_full_sync(inode);
684 out:
685         /*
686          * Don't forget to free the reserved space, as for inlined extent
687          * it won't count as data extent, free them directly here.
688          * And at reserve time, it's always aligned to page size, so
689          * just free one page here.
690          */
691         btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, 0, PAGE_SIZE);
692         btrfs_free_path(path);
693         btrfs_end_transaction(trans);
694         return ret;
695 }
696
697 struct async_extent {
698         u64 start;
699         u64 ram_size;
700         u64 compressed_size;
701         struct page **pages;
702         unsigned long nr_pages;
703         int compress_type;
704         struct list_head list;
705 };
706
707 struct async_chunk {
708         struct btrfs_inode *inode;
709         struct page *locked_page;
710         u64 start;
711         u64 end;
712         blk_opf_t write_flags;
713         struct list_head extents;
714         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css;
715         struct btrfs_work work;
716         struct async_cow *async_cow;
717 };
718
719 struct async_cow {
720         atomic_t num_chunks;
721         struct async_chunk chunks[];
722 };
723
724 static noinline int add_async_extent(struct async_chunk *cow,
725                                      u64 start, u64 ram_size,
726                                      u64 compressed_size,
727                                      struct page **pages,
728                                      unsigned long nr_pages,
729                                      int compress_type)
730 {
731         struct async_extent *async_extent;
732
733         async_extent = kmalloc(sizeof(*async_extent), GFP_NOFS);
734         BUG_ON(!async_extent); /* -ENOMEM */
735         async_extent->start = start;
736         async_extent->ram_size = ram_size;
737         async_extent->compressed_size = compressed_size;
738         async_extent->pages = pages;
739         async_extent->nr_pages = nr_pages;
740         async_extent->compress_type = compress_type;
741         list_add_tail(&async_extent->list, &cow->extents);
742         return 0;
743 }
744
745 /*
746  * Check if the inode needs to be submitted to compression, based on mount
747  * options, defragmentation, properties or heuristics.
748  */
749 static inline int inode_need_compress(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
750                                       u64 end)
751 {
752         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
753
754         if (!btrfs_inode_can_compress(inode)) {
755                 WARN(IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_DEBUG),
756                         KERN_ERR "BTRFS: unexpected compression for ino %llu\n",
757                         btrfs_ino(inode));
758                 return 0;
759         }
760         /*
761          * Special check for subpage.
762          *
763          * We lock the full page then run each delalloc range in the page, thus
764          * for the following case, we will hit some subpage specific corner case:
765          *
766          * 0            32K             64K
767          * |    |///////|       |///////|
768          *              \- A            \- B
769          *
770          * In above case, both range A and range B will try to unlock the full
771          * page [0, 64K), causing the one finished later will have page
772          * unlocked already, triggering various page lock requirement BUG_ON()s.
773          *
774          * So here we add an artificial limit that subpage compression can only
775          * if the range is fully page aligned.
776          *
777          * In theory we only need to ensure the first page is fully covered, but
778          * the tailing partial page will be locked until the full compression
779          * finishes, delaying the write of other range.
780          *
781          * TODO: Make btrfs_run_delalloc_range() to lock all delalloc range
782          * first to prevent any submitted async extent to unlock the full page.
783          * By this, we can ensure for subpage case that only the last async_cow
784          * will unlock the full page.
785          */
786         if (fs_info->sectorsize < PAGE_SIZE) {
787                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
788                     !PAGE_ALIGNED(end + 1))
789                         return 0;
790         }
791
792         /* force compress */
793         if (btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS))
794                 return 1;
795         /* defrag ioctl */
796         if (inode->defrag_compress)
797                 return 1;
798         /* bad compression ratios */
799         if (inode->flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS)
800                 return 0;
801         if (btrfs_test_opt(fs_info, COMPRESS) ||
802             inode->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS ||
803             inode->prop_compress)
804                 return btrfs_compress_heuristic(&inode->vfs_inode, start, end);
805         return 0;
806 }
807
808 static inline void inode_should_defrag(struct btrfs_inode *inode,
809                 u64 start, u64 end, u64 num_bytes, u32 small_write)
810 {
811         /* If this is a small write inside eof, kick off a defrag */
812         if (num_bytes < small_write &&
813             (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
814                 btrfs_add_inode_defrag(NULL, inode, small_write);
815 }
816
817 /*
818  * Work queue call back to started compression on a file and pages.
819  *
820  * This is done inside an ordered work queue, and the compression is spread
821  * across many cpus.  The actual IO submission is step two, and the ordered work
822  * queue takes care of making sure that happens in the same order things were
823  * put onto the queue by writepages and friends.
824  *
825  * If this code finds it can't get good compression, it puts an entry onto the
826  * work queue to write the uncompressed bytes.  This makes sure that both
827  * compressed inodes and uncompressed inodes are written in the same order that
828  * the flusher thread sent them down.
829  */
830 static void compress_file_range(struct btrfs_work *work)
831 {
832         struct async_chunk *async_chunk =
833                 container_of(work, struct async_chunk, work);
834         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
835         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
836         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
837         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
838         u64 start = async_chunk->start;
839         u64 end = async_chunk->end;
840         u64 actual_end;
841         u64 i_size;
842         int ret = 0;
843         struct page **pages;
844         unsigned long nr_pages;
845         unsigned long total_compressed = 0;
846         unsigned long total_in = 0;
847         unsigned int poff;
848         int i;
849         int compress_type = fs_info->compress_type;
850
851         inode_should_defrag(inode, start, end, end - start + 1, SZ_16K);
852
853         /*
854          * We need to call clear_page_dirty_for_io on each page in the range.
855          * Otherwise applications with the file mmap'd can wander in and change
856          * the page contents while we are compressing them.
857          */
858         extent_range_clear_dirty_for_io(&inode->vfs_inode, start, end);
859
860         /*
861          * We need to save i_size before now because it could change in between
862          * us evaluating the size and assigning it.  This is because we lock and
863          * unlock the page in truncate and fallocate, and then modify the i_size
864          * later on.
865          *
866          * The barriers are to emulate READ_ONCE, remove that once i_size_read
867          * does that for us.
868          */
869         barrier();
870         i_size = i_size_read(&inode->vfs_inode);
871         barrier();
872         actual_end = min_t(u64, i_size, end + 1);
873 again:
874         pages = NULL;
875         nr_pages = (end >> PAGE_SHIFT) - (start >> PAGE_SHIFT) + 1;
876         nr_pages = min_t(unsigned long, nr_pages, BTRFS_MAX_COMPRESSED_PAGES);
877
878         /*
879          * we don't want to send crud past the end of i_size through
880          * compression, that's just a waste of CPU time.  So, if the
881          * end of the file is before the start of our current
882          * requested range of bytes, we bail out to the uncompressed
883          * cleanup code that can deal with all of this.
884          *
885          * It isn't really the fastest way to fix things, but this is a
886          * very uncommon corner.
887          */
888         if (actual_end <= start)
889                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
890
891         total_compressed = actual_end - start;
892
893         /*
894          * Skip compression for a small file range(<=blocksize) that
895          * isn't an inline extent, since it doesn't save disk space at all.
896          */
897         if (total_compressed <= blocksize &&
898            (start > 0 || end + 1 < inode->disk_i_size))
899                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
900
901         /*
902          * For subpage case, we require full page alignment for the sector
903          * aligned range.
904          * Thus we must also check against @actual_end, not just @end.
905          */
906         if (blocksize < PAGE_SIZE) {
907                 if (!PAGE_ALIGNED(start) ||
908                     !PAGE_ALIGNED(round_up(actual_end, blocksize)))
909                         goto cleanup_and_bail_uncompressed;
910         }
911
912         total_compressed = min_t(unsigned long, total_compressed,
913                         BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED);
914         total_in = 0;
915         ret = 0;
916
917         /*
918          * We do compression for mount -o compress and when the inode has not
919          * been flagged as NOCOMPRESS.  This flag can change at any time if we
920          * discover bad compression ratios.
921          */
922         if (!inode_need_compress(inode, start, end))
923                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
924
925         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
926         if (!pages) {
927                 /*
928                  * Memory allocation failure is not a fatal error, we can fall
929                  * back to uncompressed code.
930                  */
931                 goto cleanup_and_bail_uncompressed;
932         }
933
934         if (inode->defrag_compress)
935                 compress_type = inode->defrag_compress;
936         else if (inode->prop_compress)
937                 compress_type = inode->prop_compress;
938
939         /* Compression level is applied here. */
940         ret = btrfs_compress_pages(compress_type | (fs_info->compress_level << 4),
941                                    mapping, start, pages, &nr_pages, &total_in,
942                                    &total_compressed);
943         if (ret)
944                 goto mark_incompressible;
945
946         /*
947          * Zero the tail end of the last page, as we might be sending it down
948          * to disk.
949          */
950         poff = offset_in_page(total_compressed);
951         if (poff)
952                 memzero_page(pages[nr_pages - 1], poff, PAGE_SIZE - poff);
953
954         /*
955          * Try to create an inline extent.
956          *
957          * If we didn't compress the entire range, try to create an uncompressed
958          * inline extent, else a compressed one.
959          *
960          * Check cow_file_range() for why we don't even try to create inline
961          * extent for the subpage case.
962          */
963         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE) {
964                 if (total_in < actual_end) {
965                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
966                                                     BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL,
967                                                     false);
968                 } else {
969                         ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end,
970                                                     total_compressed,
971                                                     compress_type, pages,
972                                                     false);
973                 }
974                 if (ret <= 0) {
975                         unsigned long clear_flags = EXTENT_DELALLOC |
976                                 EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
977                                 EXTENT_DO_ACCOUNTING;
978
979                         if (ret < 0)
980                                 mapping_set_error(mapping, -EIO);
981
982                         /*
983                          * inline extent creation worked or returned error,
984                          * we don't need to create any more async work items.
985                          * Unlock and free up our temp pages.
986                          *
987                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
988                          * delalloc_release_metadata to be done _after_ we drop
989                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
990                          * range.
991                          */
992                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
993                                                      NULL,
994                                                      clear_flags,
995                                                      PAGE_UNLOCK |
996                                                      PAGE_START_WRITEBACK |
997                                                      PAGE_END_WRITEBACK);
998                         goto free_pages;
999                 }
1000         }
1001
1002         /*
1003          * We aren't doing an inline extent. Round the compressed size up to a
1004          * block size boundary so the allocator does sane things.
1005          */
1006         total_compressed = ALIGN(total_compressed, blocksize);
1007
1008         /*
1009          * One last check to make sure the compression is really a win, compare
1010          * the page count read with the blocks on disk, compression must free at
1011          * least one sector.
1012          */
1013         total_in = round_up(total_in, fs_info->sectorsize);
1014         if (total_compressed + blocksize > total_in)
1015                 goto mark_incompressible;
1016
1017         /*
1018          * The async work queues will take care of doing actual allocation on
1019          * disk for these compressed pages, and will submit the bios.
1020          */
1021         add_async_extent(async_chunk, start, total_in, total_compressed, pages,
1022                          nr_pages, compress_type);
1023         if (start + total_in < end) {
1024                 start += total_in;
1025                 cond_resched();
1026                 goto again;
1027         }
1028         return;
1029
1030 mark_incompressible:
1031         if (!btrfs_test_opt(fs_info, FORCE_COMPRESS) && !inode->prop_compress)
1032                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
1033 cleanup_and_bail_uncompressed:
1034         add_async_extent(async_chunk, start, end - start + 1, 0, NULL, 0,
1035                          BTRFS_COMPRESS_NONE);
1036 free_pages:
1037         if (pages) {
1038                 for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1039                         WARN_ON(pages[i]->mapping);
1040                         put_page(pages[i]);
1041                 }
1042                 kfree(pages);
1043         }
1044 }
1045
1046 static void free_async_extent_pages(struct async_extent *async_extent)
1047 {
1048         int i;
1049
1050         if (!async_extent->pages)
1051                 return;
1052
1053         for (i = 0; i < async_extent->nr_pages; i++) {
1054                 WARN_ON(async_extent->pages[i]->mapping);
1055                 put_page(async_extent->pages[i]);
1056         }
1057         kfree(async_extent->pages);
1058         async_extent->nr_pages = 0;
1059         async_extent->pages = NULL;
1060 }
1061
1062 static void submit_uncompressed_range(struct btrfs_inode *inode,
1063                                       struct async_extent *async_extent,
1064                                       struct page *locked_page)
1065 {
1066         u64 start = async_extent->start;
1067         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1068         int ret;
1069         struct writeback_control wbc = {
1070                 .sync_mode              = WB_SYNC_ALL,
1071                 .range_start            = start,
1072                 .range_end              = end,
1073                 .no_cgroup_owner        = 1,
1074         };
1075
1076         wbc_attach_fdatawrite_inode(&wbc, &inode->vfs_inode);
1077         ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, &wbc, false);
1078         wbc_detach_inode(&wbc);
1079         if (ret < 0) {
1080                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start, end - start + 1);
1081                 if (locked_page) {
1082                         const u64 page_start = page_offset(locked_page);
1083
1084                         set_page_writeback(locked_page);
1085                         end_page_writeback(locked_page);
1086                         btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, locked_page,
1087                                                        page_start, PAGE_SIZE,
1088                                                        !ret);
1089                         mapping_set_error(locked_page->mapping, ret);
1090                         unlock_page(locked_page);
1091                 }
1092         }
1093 }
1094
1095 static void submit_one_async_extent(struct async_chunk *async_chunk,
1096                                     struct async_extent *async_extent,
1097                                     u64 *alloc_hint)
1098 {
1099         struct btrfs_inode *inode = async_chunk->inode;
1100         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1101         struct btrfs_root *root = inode->root;
1102         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1103         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1104         struct btrfs_key ins;
1105         struct page *locked_page = NULL;
1106         struct extent_map *em;
1107         int ret = 0;
1108         u64 start = async_extent->start;
1109         u64 end = async_extent->start + async_extent->ram_size - 1;
1110
1111         if (async_chunk->blkcg_css)
1112                 kthread_associate_blkcg(async_chunk->blkcg_css);
1113
1114         /*
1115          * If async_chunk->locked_page is in the async_extent range, we need to
1116          * handle it.
1117          */
1118         if (async_chunk->locked_page) {
1119                 u64 locked_page_start = page_offset(async_chunk->locked_page);
1120                 u64 locked_page_end = locked_page_start + PAGE_SIZE - 1;
1121
1122                 if (!(start >= locked_page_end || end <= locked_page_start))
1123                         locked_page = async_chunk->locked_page;
1124         }
1125         lock_extent(io_tree, start, end, NULL);
1126
1127         if (async_extent->compress_type == BTRFS_COMPRESS_NONE) {
1128                 submit_uncompressed_range(inode, async_extent, locked_page);
1129                 goto done;
1130         }
1131
1132         ret = btrfs_reserve_extent(root, async_extent->ram_size,
1133                                    async_extent->compressed_size,
1134                                    async_extent->compressed_size,
1135                                    0, *alloc_hint, &ins, 1, 1);
1136         if (ret) {
1137                 /*
1138                  * Here we used to try again by going back to non-compressed
1139                  * path for ENOSPC.  But we can't reserve space even for
1140                  * compressed size, how could it work for uncompressed size
1141                  * which requires larger size?  So here we directly go error
1142                  * path.
1143                  */
1144                 goto out_free;
1145         }
1146
1147         /* Here we're doing allocation and writeback of the compressed pages */
1148         em = create_io_em(inode, start,
1149                           async_extent->ram_size,       /* len */
1150                           start,                        /* orig_start */
1151                           ins.objectid,                 /* block_start */
1152                           ins.offset,                   /* block_len */
1153                           ins.offset,                   /* orig_block_len */
1154                           async_extent->ram_size,       /* ram_bytes */
1155                           async_extent->compress_type,
1156                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
1157         if (IS_ERR(em)) {
1158                 ret = PTR_ERR(em);
1159                 goto out_free_reserve;
1160         }
1161         free_extent_map(em);
1162
1163         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start,      /* file_offset */
1164                                        async_extent->ram_size,  /* num_bytes */
1165                                        async_extent->ram_size,  /* ram_bytes */
1166                                        ins.objectid,            /* disk_bytenr */
1167                                        ins.offset,              /* disk_num_bytes */
1168                                        0,                       /* offset */
1169                                        1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED,
1170                                        async_extent->compress_type);
1171         if (IS_ERR(ordered)) {
1172                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
1173                 ret = PTR_ERR(ordered);
1174                 goto out_free_reserve;
1175         }
1176         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1177
1178         /* Clear dirty, set writeback and unlock the pages. */
1179         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1180                         NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1181                         PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK);
1182         btrfs_submit_compressed_write(ordered,
1183                             async_extent->pages,        /* compressed_pages */
1184                             async_extent->nr_pages,
1185                             async_chunk->write_flags, true);
1186         *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1187 done:
1188         if (async_chunk->blkcg_css)
1189                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1190         kfree(async_extent);
1191         return;
1192
1193 out_free_reserve:
1194         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1195         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1196 out_free:
1197         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, -EIO);
1198         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1199                                      NULL, EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1200                                      EXTENT_DELALLOC_NEW |
1201                                      EXTENT_DEFRAG | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
1202                                      PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK |
1203                                      PAGE_END_WRITEBACK);
1204         free_async_extent_pages(async_extent);
1205         if (async_chunk->blkcg_css)
1206                 kthread_associate_blkcg(NULL);
1207         btrfs_debug(fs_info,
1208 "async extent submission failed root=%lld inode=%llu start=%llu len=%llu ret=%d",
1209                     root->root_key.objectid, btrfs_ino(inode), start,
1210                     async_extent->ram_size, ret);
1211         kfree(async_extent);
1212 }
1213
1214 static u64 get_extent_allocation_hint(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
1215                                       u64 num_bytes)
1216 {
1217         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
1218         struct extent_map *em;
1219         u64 alloc_hint = 0;
1220
1221         read_lock(&em_tree->lock);
1222         em = search_extent_mapping(em_tree, start, num_bytes);
1223         if (em) {
1224                 /*
1225                  * if block start isn't an actual block number then find the
1226                  * first block in this inode and use that as a hint.  If that
1227                  * block is also bogus then just don't worry about it.
1228                  */
1229                 if (em->block_start >= EXTENT_MAP_LAST_BYTE) {
1230                         free_extent_map(em);
1231                         em = search_extent_mapping(em_tree, 0, 0);
1232                         if (em && em->block_start < EXTENT_MAP_LAST_BYTE)
1233                                 alloc_hint = em->block_start;
1234                         if (em)
1235                                 free_extent_map(em);
1236                 } else {
1237                         alloc_hint = em->block_start;
1238                         free_extent_map(em);
1239                 }
1240         }
1241         read_unlock(&em_tree->lock);
1242
1243         return alloc_hint;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * when extent_io.c finds a delayed allocation range in the file,
1248  * the call backs end up in this code.  The basic idea is to
1249  * allocate extents on disk for the range, and create ordered data structs
1250  * in ram to track those extents.
1251  *
1252  * locked_page is the page that writepage had locked already.  We use
1253  * it to make sure we don't do extra locks or unlocks.
1254  *
1255  * When this function fails, it unlocks all pages except @locked_page.
1256  *
1257  * When this function successfully creates an inline extent, it returns 1 and
1258  * unlocks all pages including locked_page and starts I/O on them.
1259  * (In reality inline extents are limited to a single page, so locked_page is
1260  * the only page handled anyway).
1261  *
1262  * When this function succeed and creates a normal extent, the page locking
1263  * status depends on the passed in flags:
1264  *
1265  * - If @keep_locked is set, all pages are kept locked.
1266  * - Else all pages except for @locked_page are unlocked.
1267  *
1268  * When a failure happens in the second or later iteration of the
1269  * while-loop, the ordered extents created in previous iterations are kept
1270  * intact. So, the caller must clean them up by calling
1271  * btrfs_cleanup_ordered_extents(). See btrfs_run_delalloc_range() for
1272  * example.
1273  */
1274 static noinline int cow_file_range(struct btrfs_inode *inode,
1275                                    struct page *locked_page, u64 start, u64 end,
1276                                    u64 *done_offset,
1277                                    bool keep_locked, bool no_inline)
1278 {
1279         struct btrfs_root *root = inode->root;
1280         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
1281         u64 alloc_hint = 0;
1282         u64 orig_start = start;
1283         u64 num_bytes;
1284         unsigned long ram_size;
1285         u64 cur_alloc_size = 0;
1286         u64 min_alloc_size;
1287         u64 blocksize = fs_info->sectorsize;
1288         struct btrfs_key ins;
1289         struct extent_map *em;
1290         unsigned clear_bits;
1291         unsigned long page_ops;
1292         bool extent_reserved = false;
1293         int ret = 0;
1294
1295         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
1296                 ret = -EINVAL;
1297                 goto out_unlock;
1298         }
1299
1300         num_bytes = ALIGN(end - start + 1, blocksize);
1301         num_bytes = max(blocksize,  num_bytes);
1302         ASSERT(num_bytes <= btrfs_super_total_bytes(fs_info->super_copy));
1303
1304         inode_should_defrag(inode, start, end, num_bytes, SZ_64K);
1305
1306         /*
1307          * Due to the page size limit, for subpage we can only trigger the
1308          * writeback for the dirty sectors of page, that means data writeback
1309          * is doing more writeback than what we want.
1310          *
1311          * This is especially unexpected for some call sites like fallocate,
1312          * where we only increase i_size after everything is done.
1313          * This means we can trigger inline extent even if we didn't want to.
1314          * So here we skip inline extent creation completely.
1315          */
1316         if (start == 0 && fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE && !no_inline) {
1317                 u64 actual_end = min_t(u64, i_size_read(&inode->vfs_inode),
1318                                        end + 1);
1319
1320                 /* lets try to make an inline extent */
1321                 ret = cow_file_range_inline(inode, actual_end, 0,
1322                                             BTRFS_COMPRESS_NONE, NULL, false);
1323                 if (ret == 0) {
1324                         /*
1325                          * We use DO_ACCOUNTING here because we need the
1326                          * delalloc_release_metadata to be run _after_ we drop
1327                          * our outstanding extent for clearing delalloc for this
1328                          * range.
1329                          */
1330                         extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end,
1331                                      locked_page,
1332                                      EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC |
1333                                      EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_DEFRAG |
1334                                      EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
1335                                      PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK);
1336                         /*
1337                          * locked_page is locked by the caller of
1338                          * writepage_delalloc(), not locked by
1339                          * __process_pages_contig().
1340                          *
1341                          * We can't let __process_pages_contig() to unlock it,
1342                          * as it doesn't have any subpage::writers recorded.
1343                          *
1344                          * Here we manually unlock the page, since the caller
1345                          * can't determine if it's an inline extent or a
1346                          * compressed extent.
1347                          */
1348                         unlock_page(locked_page);
1349                         ret = 1;
1350                         goto done;
1351                 } else if (ret < 0) {
1352                         goto out_unlock;
1353                 }
1354         }
1355
1356         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, num_bytes);
1357
1358         /*
1359          * Relocation relies on the relocated extents to have exactly the same
1360          * size as the original extents. Normally writeback for relocation data
1361          * extents follows a NOCOW path because relocation preallocates the
1362          * extents. However, due to an operation such as scrub turning a block
1363          * group to RO mode, it may fallback to COW mode, so we must make sure
1364          * an extent allocated during COW has exactly the requested size and can
1365          * not be split into smaller extents, otherwise relocation breaks and
1366          * fails during the stage where it updates the bytenr of file extent
1367          * items.
1368          */
1369         if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
1370                 min_alloc_size = num_bytes;
1371         else
1372                 min_alloc_size = fs_info->sectorsize;
1373
1374         while (num_bytes > 0) {
1375                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1376
1377                 cur_alloc_size = num_bytes;
1378                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_alloc_size, cur_alloc_size,
1379                                            min_alloc_size, 0, alloc_hint,
1380                                            &ins, 1, 1);
1381                 if (ret == -EAGAIN) {
1382                         /*
1383                          * btrfs_reserve_extent only returns -EAGAIN for zoned
1384                          * file systems, which is an indication that there are
1385                          * no active zones to allocate from at the moment.
1386                          *
1387                          * If this is the first loop iteration, wait for at
1388                          * least one zone to finish before retrying the
1389                          * allocation.  Otherwise ask the caller to write out
1390                          * the already allocated blocks before coming back to
1391                          * us, or return -ENOSPC if it can't handle retries.
1392                          */
1393                         ASSERT(btrfs_is_zoned(fs_info));
1394                         if (start == orig_start) {
1395                                 wait_on_bit_io(&inode->root->fs_info->flags,
1396                                                BTRFS_FS_NEED_ZONE_FINISH,
1397                                                TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1398                                 continue;
1399                         }
1400                         if (done_offset) {
1401                                 *done_offset = start - 1;
1402                                 return 0;
1403                         }
1404                         ret = -ENOSPC;
1405                 }
1406                 if (ret < 0)
1407                         goto out_unlock;
1408                 cur_alloc_size = ins.offset;
1409                 extent_reserved = true;
1410
1411                 ram_size = ins.offset;
1412                 em = create_io_em(inode, start, ins.offset, /* len */
1413                                   start, /* orig_start */
1414                                   ins.objectid, /* block_start */
1415                                   ins.offset, /* block_len */
1416                                   ins.offset, /* orig_block_len */
1417                                   ram_size, /* ram_bytes */
1418                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
1419                                   BTRFS_ORDERED_REGULAR /* type */);
1420                 if (IS_ERR(em)) {
1421                         ret = PTR_ERR(em);
1422                         goto out_reserve;
1423                 }
1424                 free_extent_map(em);
1425
1426                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, ram_size,
1427                                         ram_size, ins.objectid, cur_alloc_size,
1428                                         0, 1 << BTRFS_ORDERED_REGULAR,
1429                                         BTRFS_COMPRESS_NONE);
1430                 if (IS_ERR(ordered)) {
1431                         ret = PTR_ERR(ordered);
1432                         goto out_drop_extent_cache;
1433                 }
1434
1435                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root)) {
1436                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
1437
1438                         /*
1439                          * Only drop cache here, and process as normal.
1440                          *
1441                          * We must not allow extent_clear_unlock_delalloc()
1442                          * at out_unlock label to free meta of this ordered
1443                          * extent, as its meta should be freed by
1444                          * btrfs_finish_ordered_io().
1445                          *
1446                          * So we must continue until @start is increased to
1447                          * skip current ordered extent.
1448                          */
1449                         if (ret)
1450                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
1451                                                             start + ram_size - 1,
1452                                                             false);
1453                 }
1454                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
1455
1456                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1457
1458                 /*
1459                  * We're not doing compressed IO, don't unlock the first page
1460                  * (which the caller expects to stay locked), don't clear any
1461                  * dirty bits and don't set any writeback bits
1462                  *
1463                  * Do set the Ordered (Private2) bit so we know this page was
1464                  * properly setup for writepage.
1465                  */
1466                 page_ops = (keep_locked ? 0 : PAGE_UNLOCK);
1467                 page_ops |= PAGE_SET_ORDERED;
1468
1469                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, start + ram_size - 1,
1470                                              locked_page,
1471                                              EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC,
1472                                              page_ops);
1473                 if (num_bytes < cur_alloc_size)
1474                         num_bytes = 0;
1475                 else
1476                         num_bytes -= cur_alloc_size;
1477                 alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
1478                 start += cur_alloc_size;
1479                 extent_reserved = false;
1480
1481                 /*
1482                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, since start is increased
1483                  * extent_clear_unlock_delalloc() at out_unlock label won't
1484                  * free metadata of current ordered extent, we're OK to exit.
1485                  */
1486                 if (ret)
1487                         goto out_unlock;
1488         }
1489 done:
1490         if (done_offset)
1491                 *done_offset = end;
1492         return ret;
1493
1494 out_drop_extent_cache:
1495         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, start + ram_size - 1, false);
1496 out_reserve:
1497         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
1498         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
1499 out_unlock:
1500         /*
1501          * Now, we have three regions to clean up:
1502          *
1503          * |-------(1)----|---(2)---|-------------(3)----------|
1504          * `- orig_start  `- start  `- start + cur_alloc_size  `- end
1505          *
1506          * We process each region below.
1507          */
1508
1509         clear_bits = EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DELALLOC_NEW |
1510                 EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV;
1511         page_ops = PAGE_UNLOCK | PAGE_START_WRITEBACK | PAGE_END_WRITEBACK;
1512
1513         /*
1514          * For the range (1). We have already instantiated the ordered extents
1515          * for this region. They are cleaned up by
1516          * btrfs_cleanup_ordered_extents() in e.g,
1517          * btrfs_run_delalloc_range(). EXTENT_LOCKED | EXTENT_DELALLOC are
1518          * already cleared in the above loop. And, EXTENT_DELALLOC_NEW |
1519          * EXTENT_DEFRAG | EXTENT_CLEAR_META_RESV are handled by the cleanup
1520          * function.
1521          *
1522          * However, in case of @keep_locked, we still need to unlock the pages
1523          * (except @locked_page) to ensure all the pages are unlocked.
1524          */
1525         if (keep_locked && orig_start < start) {
1526                 if (!locked_page)
1527                         mapping_set_error(inode->vfs_inode.i_mapping, ret);
1528                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, orig_start, start - 1,
1529                                              locked_page, 0, page_ops);
1530         }
1531
1532         /*
1533          * For the range (2). If we reserved an extent for our delalloc range
1534          * (or a subrange) and failed to create the respective ordered extent,
1535          * then it means that when we reserved the extent we decremented the
1536          * extent's size from the data space_info's bytes_may_use counter and
1537          * incremented the space_info's bytes_reserved counter by the same
1538          * amount. We must make sure extent_clear_unlock_delalloc() does not try
1539          * to decrement again the data space_info's bytes_may_use counter,
1540          * therefore we do not pass it the flag EXTENT_CLEAR_DATA_RESV.
1541          */
1542         if (extent_reserved) {
1543                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start,
1544                                              start + cur_alloc_size - 1,
1545                                              locked_page,
1546                                              clear_bits,
1547                                              page_ops);
1548                 start += cur_alloc_size;
1549         }
1550
1551         /*
1552          * For the range (3). We never touched the region. In addition to the
1553          * clear_bits above, we add EXTENT_CLEAR_DATA_RESV to release the data
1554          * space_info's bytes_may_use counter, reserved in
1555          * btrfs_check_data_free_space().
1556          */
1557         if (start < end) {
1558                 clear_bits |= EXTENT_CLEAR_DATA_RESV;
1559                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, start, end, locked_page,
1560                                              clear_bits, page_ops);
1561         }
1562         return ret;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Phase two of compressed writeback.  This is the ordered portion of the code,
1567  * which only gets called in the order the work was queued.  We walk all the
1568  * async extents created by compress_file_range and send them down to the disk.
1569  *
1570  * If called with @do_free == true then it'll try to finish the work and free
1571  * the work struct eventually.
1572  */
1573 static noinline void submit_compressed_extents(struct btrfs_work *work, bool do_free)
1574 {
1575         struct async_chunk *async_chunk = container_of(work, struct async_chunk,
1576                                                      work);
1577         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_work_owner(work);
1578         struct async_extent *async_extent;
1579         unsigned long nr_pages;
1580         u64 alloc_hint = 0;
1581
1582         if (do_free) {
1583                 struct async_chunk *async_chunk;
1584                 struct async_cow *async_cow;
1585
1586                 async_chunk = container_of(work, struct async_chunk, work);
1587                 btrfs_add_delayed_iput(async_chunk->inode);
1588                 if (async_chunk->blkcg_css)
1589                         css_put(async_chunk->blkcg_css);
1590
1591                 async_cow = async_chunk->async_cow;
1592                 if (atomic_dec_and_test(&async_cow->num_chunks))
1593                         kvfree(async_cow);
1594                 return;
1595         }
1596
1597         nr_pages = (async_chunk->end - async_chunk->start + PAGE_SIZE) >>
1598                 PAGE_SHIFT;
1599
1600         while (!list_empty(&async_chunk->extents)) {
1601                 async_extent = list_entry(async_chunk->extents.next,
1602                                           struct async_extent, list);
1603                 list_del(&async_extent->list);
1604                 submit_one_async_extent(async_chunk, async_extent, &alloc_hint);
1605         }
1606
1607         /* atomic_sub_return implies a barrier */
1608         if (atomic_sub_return(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages) <
1609             5 * SZ_1M)
1610                 cond_wake_up_nomb(&fs_info->async_submit_wait);
1611 }
1612
1613 static bool run_delalloc_compressed(struct btrfs_inode *inode,
1614                                     struct page *locked_page, u64 start,
1615                                     u64 end, struct writeback_control *wbc)
1616 {
1617         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1618         struct cgroup_subsys_state *blkcg_css = wbc_blkcg_css(wbc);
1619         struct async_cow *ctx;
1620         struct async_chunk *async_chunk;
1621         unsigned long nr_pages;
1622         u64 num_chunks = DIV_ROUND_UP(end - start, SZ_512K);
1623         int i;
1624         unsigned nofs_flag;
1625         const blk_opf_t write_flags = wbc_to_write_flags(wbc);
1626
1627         nofs_flag = memalloc_nofs_save();
1628         ctx = kvmalloc(struct_size(ctx, chunks, num_chunks), GFP_KERNEL);
1629         memalloc_nofs_restore(nofs_flag);
1630         if (!ctx)
1631                 return false;
1632
1633         unlock_extent(&inode->io_tree, start, end, NULL);
1634         set_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT, &inode->runtime_flags);
1635
1636         async_chunk = ctx->chunks;
1637         atomic_set(&ctx->num_chunks, num_chunks);
1638
1639         for (i = 0; i < num_chunks; i++) {
1640                 u64 cur_end = min(end, start + SZ_512K - 1);
1641
1642                 /*
1643                  * igrab is called higher up in the call chain, take only the
1644                  * lightweight reference for the callback lifetime
1645                  */
1646                 ihold(&inode->vfs_inode);
1647                 async_chunk[i].async_cow = ctx;
1648                 async_chunk[i].inode = inode;
1649                 async_chunk[i].start = start;
1650                 async_chunk[i].end = cur_end;
1651                 async_chunk[i].write_flags = write_flags;
1652                 INIT_LIST_HEAD(&async_chunk[i].extents);
1653
1654                 /*
1655                  * The locked_page comes all the way from writepage and its
1656                  * the original page we were actually given.  As we spread
1657                  * this large delalloc region across multiple async_chunk
1658                  * structs, only the first struct needs a pointer to locked_page
1659                  *
1660                  * This way we don't need racey decisions about who is supposed
1661                  * to unlock it.
1662                  */
1663                 if (locked_page) {
1664                         /*
1665                          * Depending on the compressibility, the pages might or
1666                          * might not go through async.  We want all of them to
1667                          * be accounted against wbc once.  Let's do it here
1668                          * before the paths diverge.  wbc accounting is used
1669                          * only for foreign writeback detection and doesn't
1670                          * need full accuracy.  Just account the whole thing
1671                          * against the first page.
1672                          */
1673                         wbc_account_cgroup_owner(wbc, locked_page,
1674                                                  cur_end - start);
1675                         async_chunk[i].locked_page = locked_page;
1676                         locked_page = NULL;
1677                 } else {
1678                         async_chunk[i].locked_page = NULL;
1679                 }
1680
1681                 if (blkcg_css != blkcg_root_css) {
1682                         css_get(blkcg_css);
1683                         async_chunk[i].blkcg_css = blkcg_css;
1684                         async_chunk[i].write_flags |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
1685                 } else {
1686                         async_chunk[i].blkcg_css = NULL;
1687                 }
1688
1689                 btrfs_init_work(&async_chunk[i].work, compress_file_range,
1690                                 submit_compressed_extents);
1691
1692                 nr_pages = DIV_ROUND_UP(cur_end - start, PAGE_SIZE);
1693                 atomic_add(nr_pages, &fs_info->async_delalloc_pages);
1694
1695                 btrfs_queue_work(fs_info->delalloc_workers, &async_chunk[i].work);
1696
1697                 start = cur_end + 1;
1698         }
1699         return true;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Run the delalloc range from start to end, and write back any dirty pages
1704  * covered by the range.
1705  */
1706 static noinline int run_delalloc_cow(struct btrfs_inode *inode,
1707                                      struct page *locked_page, u64 start,
1708                                      u64 end, struct writeback_control *wbc,
1709                                      bool pages_dirty)
1710 {
1711         u64 done_offset = end;
1712         int ret;
1713
1714         while (start <= end) {
1715                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, &done_offset,
1716                                      true, false);
1717                 if (ret)
1718                         return ret;
1719                 extent_write_locked_range(&inode->vfs_inode, locked_page, start,
1720                                           done_offset, wbc, pages_dirty);
1721                 start = done_offset + 1;
1722         }
1723
1724         return 1;
1725 }
1726
1727 static noinline int csum_exist_in_range(struct btrfs_fs_info *fs_info,
1728                                         u64 bytenr, u64 num_bytes, bool nowait)
1729 {
1730         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info, bytenr);
1731         struct btrfs_ordered_sum *sums;
1732         int ret;
1733         LIST_HEAD(list);
1734
1735         ret = btrfs_lookup_csums_list(csum_root, bytenr, bytenr + num_bytes - 1,
1736                                       &list, 0, nowait);
1737         if (ret == 0 && list_empty(&list))
1738                 return 0;
1739
1740         while (!list_empty(&list)) {
1741                 sums = list_entry(list.next, struct btrfs_ordered_sum, list);
1742                 list_del(&sums->list);
1743                 kfree(sums);
1744         }
1745         if (ret < 0)
1746                 return ret;
1747         return 1;
1748 }
1749
1750 static int fallback_to_cow(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
1751                            const u64 start, const u64 end)
1752 {
1753         const bool is_space_ino = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1754         const bool is_reloc_ino = btrfs_is_data_reloc_root(inode->root);
1755         const u64 range_bytes = end + 1 - start;
1756         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
1757         u64 range_start = start;
1758         u64 count;
1759         int ret;
1760
1761         /*
1762          * If EXTENT_NORESERVE is set it means that when the buffered write was
1763          * made we had not enough available data space and therefore we did not
1764          * reserve data space for it, since we though we could do NOCOW for the
1765          * respective file range (either there is prealloc extent or the inode
1766          * has the NOCOW bit set).
1767          *
1768          * However when we need to fallback to COW mode (because for example the
1769          * block group for the corresponding extent was turned to RO mode by a
1770          * scrub or relocation) we need to do the following:
1771          *
1772          * 1) We increment the bytes_may_use counter of the data space info.
1773          *    If COW succeeds, it allocates a new data extent and after doing
1774          *    that it decrements the space info's bytes_may_use counter and
1775          *    increments its bytes_reserved counter by the same amount (we do
1776          *    this at btrfs_add_reserved_bytes()). So we need to increment the
1777          *    bytes_may_use counter to compensate (when space is reserved at
1778          *    buffered write time, the bytes_may_use counter is incremented);
1779          *
1780          * 2) We clear the EXTENT_NORESERVE bit from the range. We do this so
1781          *    that if the COW path fails for any reason, it decrements (through
1782          *    extent_clear_unlock_delalloc()) the bytes_may_use counter of the
1783          *    data space info, which we incremented in the step above.
1784          *
1785          * If we need to fallback to cow and the inode corresponds to a free
1786          * space cache inode or an inode of the data relocation tree, we must
1787          * also increment bytes_may_use of the data space_info for the same
1788          * reason. Space caches and relocated data extents always get a prealloc
1789          * extent for them, however scrub or balance may have set the block
1790          * group that contains that extent to RO mode and therefore force COW
1791          * when starting writeback.
1792          */
1793         count = count_range_bits(io_tree, &range_start, end, range_bytes,
1794                                  EXTENT_NORESERVE, 0, NULL);
1795         if (count > 0 || is_space_ino || is_reloc_ino) {
1796                 u64 bytes = count;
1797                 struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1798                 struct btrfs_space_info *sinfo = fs_info->data_sinfo;
1799
1800                 if (is_space_ino || is_reloc_ino)
1801                         bytes = range_bytes;
1802
1803                 spin_lock(&sinfo->lock);
1804                 btrfs_space_info_update_bytes_may_use(fs_info, sinfo, bytes);
1805                 spin_unlock(&sinfo->lock);
1806
1807                 if (count > 0)
1808                         clear_extent_bit(io_tree, start, end, EXTENT_NORESERVE,
1809                                          NULL);
1810         }
1811
1812         /*
1813          * Don't try to create inline extents, as a mix of inline extent that
1814          * is written out and unlocked directly and a normal NOCOW extent
1815          * doesn't work.
1816          */
1817         ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL, false, true);
1818         ASSERT(ret != 1);
1819         return ret;
1820 }
1821
1822 struct can_nocow_file_extent_args {
1823         /* Input fields. */
1824
1825         /* Start file offset of the range we want to NOCOW. */
1826         u64 start;
1827         /* End file offset (inclusive) of the range we want to NOCOW. */
1828         u64 end;
1829         bool writeback_path;
1830         bool strict;
1831         /*
1832          * Free the path passed to can_nocow_file_extent() once it's not needed
1833          * anymore.
1834          */
1835         bool free_path;
1836
1837         /* Output fields. Only set when can_nocow_file_extent() returns 1. */
1838
1839         u64 disk_bytenr;
1840         u64 disk_num_bytes;
1841         u64 extent_offset;
1842         /* Number of bytes that can be written to in NOCOW mode. */
1843         u64 num_bytes;
1844 };
1845
1846 /*
1847  * Check if we can NOCOW the file extent that the path points to.
1848  * This function may return with the path released, so the caller should check
1849  * if path->nodes[0] is NULL or not if it needs to use the path afterwards.
1850  *
1851  * Returns: < 0 on error
1852  *            0 if we can not NOCOW
1853  *            1 if we can NOCOW
1854  */
1855 static int can_nocow_file_extent(struct btrfs_path *path,
1856                                  struct btrfs_key *key,
1857                                  struct btrfs_inode *inode,
1858                                  struct can_nocow_file_extent_args *args)
1859 {
1860         const bool is_freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
1861         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
1862         struct btrfs_root *root = inode->root;
1863         struct btrfs_file_extent_item *fi;
1864         u64 extent_end;
1865         u8 extent_type;
1866         int can_nocow = 0;
1867         int ret = 0;
1868         bool nowait = path->nowait;
1869
1870         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
1871         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
1872
1873         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE)
1874                 goto out;
1875
1876         /* Can't access these fields unless we know it's not an inline extent. */
1877         args->disk_bytenr = btrfs_file_extent_disk_bytenr(leaf, fi);
1878         args->disk_num_bytes = btrfs_file_extent_disk_num_bytes(leaf, fi);
1879         args->extent_offset = btrfs_file_extent_offset(leaf, fi);
1880
1881         if (!(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
1882             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG)
1883                 goto out;
1884
1885         /*
1886          * If the extent was created before the generation where the last snapshot
1887          * for its subvolume was created, then this implies the extent is shared,
1888          * hence we must COW.
1889          */
1890         if (!args->strict &&
1891             btrfs_file_extent_generation(leaf, fi) <=
1892             btrfs_root_last_snapshot(&root->root_item))
1893                 goto out;
1894
1895         /* An explicit hole, must COW. */
1896         if (args->disk_bytenr == 0)
1897                 goto out;
1898
1899         /* Compressed/encrypted/encoded extents must be COWed. */
1900         if (btrfs_file_extent_compression(leaf, fi) ||
1901             btrfs_file_extent_encryption(leaf, fi) ||
1902             btrfs_file_extent_other_encoding(leaf, fi))
1903                 goto out;
1904
1905         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
1906
1907         /*
1908          * The following checks can be expensive, as they need to take other
1909          * locks and do btree or rbtree searches, so release the path to avoid
1910          * blocking other tasks for too long.
1911          */
1912         btrfs_release_path(path);
1913
1914         ret = btrfs_cross_ref_exist(root, btrfs_ino(inode),
1915                                     key->offset - args->extent_offset,
1916                                     args->disk_bytenr, args->strict, path);
1917         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1918         if (ret != 0)
1919                 goto out;
1920
1921         if (args->free_path) {
1922                 /*
1923                  * We don't need the path anymore, plus through the
1924                  * csum_exist_in_range() call below we will end up allocating
1925                  * another path. So free the path to avoid unnecessary extra
1926                  * memory usage.
1927                  */
1928                 btrfs_free_path(path);
1929                 path = NULL;
1930         }
1931
1932         /* If there are pending snapshots for this root, we must COW. */
1933         if (args->writeback_path && !is_freespace_inode &&
1934             atomic_read(&root->snapshot_force_cow))
1935                 goto out;
1936
1937         args->disk_bytenr += args->extent_offset;
1938         args->disk_bytenr += args->start - key->offset;
1939         args->num_bytes = min(args->end + 1, extent_end) - args->start;
1940
1941         /*
1942          * Force COW if csums exist in the range. This ensures that csums for a
1943          * given extent are either valid or do not exist.
1944          */
1945         ret = csum_exist_in_range(root->fs_info, args->disk_bytenr, args->num_bytes,
1946                                   nowait);
1947         WARN_ON_ONCE(ret > 0 && is_freespace_inode);
1948         if (ret != 0)
1949                 goto out;
1950
1951         can_nocow = 1;
1952  out:
1953         if (args->free_path && path)
1954                 btrfs_free_path(path);
1955
1956         return ret < 0 ? ret : can_nocow;
1957 }
1958
1959 /*
1960  * when nowcow writeback call back.  This checks for snapshots or COW copies
1961  * of the extents that exist in the file, and COWs the file as required.
1962  *
1963  * If no cow copies or snapshots exist, we write directly to the existing
1964  * blocks on disk
1965  */
1966 static noinline int run_delalloc_nocow(struct btrfs_inode *inode,
1967                                        struct page *locked_page,
1968                                        const u64 start, const u64 end)
1969 {
1970         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
1971         struct btrfs_root *root = inode->root;
1972         struct btrfs_path *path;
1973         u64 cow_start = (u64)-1;
1974         u64 cur_offset = start;
1975         int ret;
1976         bool check_prev = true;
1977         u64 ino = btrfs_ino(inode);
1978         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
1979
1980         /*
1981          * Normally on a zoned device we're only doing COW writes, but in case
1982          * of relocation on a zoned filesystem serializes I/O so that we're only
1983          * writing sequentially and can end up here as well.
1984          */
1985         ASSERT(!btrfs_is_zoned(fs_info) || btrfs_is_data_reloc_root(root));
1986
1987         path = btrfs_alloc_path();
1988         if (!path) {
1989                 ret = -ENOMEM;
1990                 goto error;
1991         }
1992
1993         nocow_args.end = end;
1994         nocow_args.writeback_path = true;
1995
1996         while (1) {
1997                 struct btrfs_block_group *nocow_bg = NULL;
1998                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
1999                 struct btrfs_key found_key;
2000                 struct btrfs_file_extent_item *fi;
2001                 struct extent_buffer *leaf;
2002                 u64 extent_end;
2003                 u64 ram_bytes;
2004                 u64 nocow_end;
2005                 int extent_type;
2006                 bool is_prealloc;
2007
2008                 ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, ino,
2009                                                cur_offset, 0);
2010                 if (ret < 0)
2011                         goto error;
2012
2013                 /*
2014                  * If there is no extent for our range when doing the initial
2015                  * search, then go back to the previous slot as it will be the
2016                  * one containing the search offset
2017                  */
2018                 if (ret > 0 && path->slots[0] > 0 && check_prev) {
2019                         leaf = path->nodes[0];
2020                         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key,
2021                                               path->slots[0] - 1);
2022                         if (found_key.objectid == ino &&
2023                             found_key.type == BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
2024                                 path->slots[0]--;
2025                 }
2026                 check_prev = false;
2027 next_slot:
2028                 /* Go to next leaf if we have exhausted the current one */
2029                 leaf = path->nodes[0];
2030                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
2031                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
2032                         if (ret < 0)
2033                                 goto error;
2034                         if (ret > 0)
2035                                 break;
2036                         leaf = path->nodes[0];
2037                 }
2038
2039                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
2040
2041                 /* Didn't find anything for our INO */
2042                 if (found_key.objectid > ino)
2043                         break;
2044                 /*
2045                  * Keep searching until we find an EXTENT_ITEM or there are no
2046                  * more extents for this inode
2047                  */
2048                 if (WARN_ON_ONCE(found_key.objectid < ino) ||
2049                     found_key.type < BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
2050                         path->slots[0]++;
2051                         goto next_slot;
2052                 }
2053
2054                 /* Found key is not EXTENT_DATA_KEY or starts after req range */
2055                 if (found_key.type > BTRFS_EXTENT_DATA_KEY ||
2056                     found_key.offset > end)
2057                         break;
2058
2059                 /*
2060                  * If the found extent starts after requested offset, then
2061                  * adjust extent_end to be right before this extent begins
2062                  */
2063                 if (found_key.offset > cur_offset) {
2064                         extent_end = found_key.offset;
2065                         extent_type = 0;
2066                         goto must_cow;
2067                 }
2068
2069                 /*
2070                  * Found extent which begins before our range and potentially
2071                  * intersect it
2072                  */
2073                 fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
2074                                     struct btrfs_file_extent_item);
2075                 extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
2076                 /* If this is triggered then we have a memory corruption. */
2077                 ASSERT(extent_type < BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES);
2078                 if (WARN_ON(extent_type >= BTRFS_NR_FILE_EXTENT_TYPES)) {
2079                         ret = -EUCLEAN;
2080                         goto error;
2081                 }
2082                 ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
2083                 extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
2084
2085                 /*
2086                  * If the extent we got ends before our current offset, skip to
2087                  * the next extent.
2088                  */
2089                 if (extent_end <= cur_offset) {
2090                         path->slots[0]++;
2091                         goto next_slot;
2092                 }
2093
2094                 nocow_args.start = cur_offset;
2095                 ret = can_nocow_file_extent(path, &found_key, inode, &nocow_args);
2096                 if (ret < 0)
2097                         goto error;
2098                 if (ret == 0)
2099                         goto must_cow;
2100
2101                 ret = 0;
2102                 nocow_bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, nocow_args.disk_bytenr);
2103                 if (!nocow_bg) {
2104 must_cow:
2105                         /*
2106                          * If we can't perform NOCOW writeback for the range,
2107                          * then record the beginning of the range that needs to
2108                          * be COWed.  It will be written out before the next
2109                          * NOCOW range if we find one, or when exiting this
2110                          * loop.
2111                          */
2112                         if (cow_start == (u64)-1)
2113                                 cow_start = cur_offset;
2114                         cur_offset = extent_end;
2115                         if (cur_offset > end)
2116                                 break;
2117                         if (!path->nodes[0])
2118                                 continue;
2119                         path->slots[0]++;
2120                         goto next_slot;
2121                 }
2122
2123                 /*
2124                  * COW range from cow_start to found_key.offset - 1. As the key
2125                  * will contain the beginning of the first extent that can be
2126                  * NOCOW, following one which needs to be COW'ed
2127                  */
2128                 if (cow_start != (u64)-1) {
2129                         ret = fallback_to_cow(inode, locked_page,
2130                                               cow_start, found_key.offset - 1);
2131                         cow_start = (u64)-1;
2132                         if (ret) {
2133                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2134                                 goto error;
2135                         }
2136                 }
2137
2138                 nocow_end = cur_offset + nocow_args.num_bytes - 1;
2139                 is_prealloc = extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC;
2140                 if (is_prealloc) {
2141                         u64 orig_start = found_key.offset - nocow_args.extent_offset;
2142                         struct extent_map *em;
2143
2144                         em = create_io_em(inode, cur_offset, nocow_args.num_bytes,
2145                                           orig_start,
2146                                           nocow_args.disk_bytenr, /* block_start */
2147                                           nocow_args.num_bytes, /* block_len */
2148                                           nocow_args.disk_num_bytes, /* orig_block_len */
2149                                           ram_bytes, BTRFS_COMPRESS_NONE,
2150                                           BTRFS_ORDERED_PREALLOC);
2151                         if (IS_ERR(em)) {
2152                                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2153                                 ret = PTR_ERR(em);
2154                                 goto error;
2155                         }
2156                         free_extent_map(em);
2157                 }
2158
2159                 ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, cur_offset,
2160                                 nocow_args.num_bytes, nocow_args.num_bytes,
2161                                 nocow_args.disk_bytenr, nocow_args.num_bytes, 0,
2162                                 is_prealloc
2163                                 ? (1 << BTRFS_ORDERED_PREALLOC)
2164                                 : (1 << BTRFS_ORDERED_NOCOW),
2165                                 BTRFS_COMPRESS_NONE);
2166                 btrfs_dec_nocow_writers(nocow_bg);
2167                 if (IS_ERR(ordered)) {
2168                         if (is_prealloc) {
2169                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
2170                                                             nocow_end, false);
2171                         }
2172                         ret = PTR_ERR(ordered);
2173                         goto error;
2174                 }
2175
2176                 if (btrfs_is_data_reloc_root(root))
2177                         /*
2178                          * Error handled later, as we must prevent
2179                          * extent_clear_unlock_delalloc() in error handler
2180                          * from freeing metadata of created ordered extent.
2181                          */
2182                         ret = btrfs_reloc_clone_csums(ordered);
2183                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2184
2185                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, nocow_end,
2186                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2187                                              EXTENT_DELALLOC |
2188                                              EXTENT_CLEAR_DATA_RESV,
2189                                              PAGE_UNLOCK | PAGE_SET_ORDERED);
2190
2191                 cur_offset = extent_end;
2192
2193                 /*
2194                  * btrfs_reloc_clone_csums() error, now we're OK to call error
2195                  * handler, as metadata for created ordered extent will only
2196                  * be freed by btrfs_finish_ordered_io().
2197                  */
2198                 if (ret)
2199                         goto error;
2200                 if (cur_offset > end)
2201                         break;
2202         }
2203         btrfs_release_path(path);
2204
2205         if (cur_offset <= end && cow_start == (u64)-1)
2206                 cow_start = cur_offset;
2207
2208         if (cow_start != (u64)-1) {
2209                 cur_offset = end;
2210                 ret = fallback_to_cow(inode, locked_page, cow_start, end);
2211                 cow_start = (u64)-1;
2212                 if (ret)
2213                         goto error;
2214         }
2215
2216         btrfs_free_path(path);
2217         return 0;
2218
2219 error:
2220         /*
2221          * If an error happened while a COW region is outstanding, cur_offset
2222          * needs to be reset to cow_start to ensure the COW region is unlocked
2223          * as well.
2224          */
2225         if (cow_start != (u64)-1)
2226                 cur_offset = cow_start;
2227         if (cur_offset < end)
2228                 extent_clear_unlock_delalloc(inode, cur_offset, end,
2229                                              locked_page, EXTENT_LOCKED |
2230                                              EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DEFRAG |
2231                                              EXTENT_DO_ACCOUNTING, PAGE_UNLOCK |
2232                                              PAGE_START_WRITEBACK |
2233                                              PAGE_END_WRITEBACK);
2234         btrfs_free_path(path);
2235         return ret;
2236 }
2237
2238 static bool should_nocow(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
2239 {
2240         if (inode->flags & (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2241                 if (inode->defrag_bytes &&
2242                     test_range_bit(&inode->io_tree, start, end, EXTENT_DEFRAG,
2243                                    0, NULL))
2244                         return false;
2245                 return true;
2246         }
2247         return false;
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Function to process delayed allocation (create CoW) for ranges which are
2252  * being touched for the first time.
2253  */
2254 int btrfs_run_delalloc_range(struct btrfs_inode *inode, struct page *locked_page,
2255                              u64 start, u64 end, struct writeback_control *wbc)
2256 {
2257         const bool zoned = btrfs_is_zoned(inode->root->fs_info);
2258         int ret;
2259
2260         /*
2261          * The range must cover part of the @locked_page, or a return of 1
2262          * can confuse the caller.
2263          */
2264         ASSERT(!(end <= page_offset(locked_page) ||
2265                  start >= page_offset(locked_page) + PAGE_SIZE));
2266
2267         if (should_nocow(inode, start, end)) {
2268                 ret = run_delalloc_nocow(inode, locked_page, start, end);
2269                 goto out;
2270         }
2271
2272         if (btrfs_inode_can_compress(inode) &&
2273             inode_need_compress(inode, start, end) &&
2274             run_delalloc_compressed(inode, locked_page, start, end, wbc))
2275                 return 1;
2276
2277         if (zoned)
2278                 ret = run_delalloc_cow(inode, locked_page, start, end, wbc,
2279                                        true);
2280         else
2281                 ret = cow_file_range(inode, locked_page, start, end, NULL,
2282                                      false, false);
2283
2284 out:
2285         if (ret < 0)
2286                 btrfs_cleanup_ordered_extents(inode, locked_page, start,
2287                                               end - start + 1);
2288         return ret;
2289 }
2290
2291 void btrfs_split_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2292                                  struct extent_state *orig, u64 split)
2293 {
2294         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2295         u64 size;
2296
2297         /* not delalloc, ignore it */
2298         if (!(orig->state & EXTENT_DELALLOC))
2299                 return;
2300
2301         size = orig->end - orig->start + 1;
2302         if (size > fs_info->max_extent_size) {
2303                 u32 num_extents;
2304                 u64 new_size;
2305
2306                 /*
2307                  * See the explanation in btrfs_merge_delalloc_extent, the same
2308                  * applies here, just in reverse.
2309                  */
2310                 new_size = orig->end - split + 1;
2311                 num_extents = count_max_extents(fs_info, new_size);
2312                 new_size = split - orig->start;
2313                 num_extents += count_max_extents(fs_info, new_size);
2314                 if (count_max_extents(fs_info, size) >= num_extents)
2315                         return;
2316         }
2317
2318         spin_lock(&inode->lock);
2319         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, 1);
2320         spin_unlock(&inode->lock);
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Handle merged delayed allocation extents so we can keep track of new extents
2325  * that are just merged onto old extents, such as when we are doing sequential
2326  * writes, so we can properly account for the metadata space we'll need.
2327  */
2328 void btrfs_merge_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *new,
2329                                  struct extent_state *other)
2330 {
2331         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2332         u64 new_size, old_size;
2333         u32 num_extents;
2334
2335         /* not delalloc, ignore it */
2336         if (!(other->state & EXTENT_DELALLOC))
2337                 return;
2338
2339         if (new->start > other->start)
2340                 new_size = new->end - other->start + 1;
2341         else
2342                 new_size = other->end - new->start + 1;
2343
2344         /* we're not bigger than the max, unreserve the space and go */
2345         if (new_size <= fs_info->max_extent_size) {
2346                 spin_lock(&inode->lock);
2347                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2348                 spin_unlock(&inode->lock);
2349                 return;
2350         }
2351
2352         /*
2353          * We have to add up either side to figure out how many extents were
2354          * accounted for before we merged into one big extent.  If the number of
2355          * extents we accounted for is <= the amount we need for the new range
2356          * then we can return, otherwise drop.  Think of it like this
2357          *
2358          * [ 4k][MAX_SIZE]
2359          *
2360          * So we've grown the extent by a MAX_SIZE extent, this would mean we
2361          * need 2 outstanding extents, on one side we have 1 and the other side
2362          * we have 1 so they are == and we can return.  But in this case
2363          *
2364          * [MAX_SIZE+4k][MAX_SIZE+4k]
2365          *
2366          * Each range on their own accounts for 2 extents, but merged together
2367          * they are only 3 extents worth of accounting, so we need to drop in
2368          * this case.
2369          */
2370         old_size = other->end - other->start + 1;
2371         num_extents = count_max_extents(fs_info, old_size);
2372         old_size = new->end - new->start + 1;
2373         num_extents += count_max_extents(fs_info, old_size);
2374         if (count_max_extents(fs_info, new_size) >= num_extents)
2375                 return;
2376
2377         spin_lock(&inode->lock);
2378         btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -1);
2379         spin_unlock(&inode->lock);
2380 }
2381
2382 static void btrfs_add_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
2383                                       struct btrfs_inode *inode)
2384 {
2385         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2386
2387         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2388         if (list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2389                 list_add_tail(&inode->delalloc_inodes, &root->delalloc_inodes);
2390                 set_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST, &inode->runtime_flags);
2391                 root->nr_delalloc_inodes++;
2392                 if (root->nr_delalloc_inodes == 1) {
2393                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2394                         BUG_ON(!list_empty(&root->delalloc_root));
2395                         list_add_tail(&root->delalloc_root,
2396                                       &fs_info->delalloc_roots);
2397                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2398                 }
2399         }
2400         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2401 }
2402
2403 void __btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2404                                 struct btrfs_inode *inode)
2405 {
2406         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
2407
2408         if (!list_empty(&inode->delalloc_inodes)) {
2409                 list_del_init(&inode->delalloc_inodes);
2410                 clear_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2411                           &inode->runtime_flags);
2412                 root->nr_delalloc_inodes--;
2413                 if (!root->nr_delalloc_inodes) {
2414                         ASSERT(list_empty(&root->delalloc_inodes));
2415                         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2416                         BUG_ON(list_empty(&root->delalloc_root));
2417                         list_del_init(&root->delalloc_root);
2418                         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
2419                 }
2420         }
2421 }
2422
2423 static void btrfs_del_delalloc_inode(struct btrfs_root *root,
2424                                      struct btrfs_inode *inode)
2425 {
2426         spin_lock(&root->delalloc_lock);
2427         __btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2428         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * Properly track delayed allocation bytes in the inode and to maintain the
2433  * list of inodes that have pending delalloc work to be done.
2434  */
2435 void btrfs_set_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode, struct extent_state *state,
2436                                u32 bits)
2437 {
2438         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2439
2440         if ((bits & EXTENT_DEFRAG) && !(bits & EXTENT_DELALLOC))
2441                 WARN_ON(1);
2442         /*
2443          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2444          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2445          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2446          */
2447         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2448                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2449                 u64 len = state->end + 1 - state->start;
2450                 u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2451                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2452
2453                 spin_lock(&inode->lock);
2454                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, num_extents);
2455                 spin_unlock(&inode->lock);
2456
2457                 /* For sanity tests */
2458                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2459                         return;
2460
2461                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, len,
2462                                          fs_info->delalloc_batch);
2463                 spin_lock(&inode->lock);
2464                 inode->delalloc_bytes += len;
2465                 if (bits & EXTENT_DEFRAG)
2466                         inode->defrag_bytes += len;
2467                 if (do_list && !test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2468                                          &inode->runtime_flags))
2469                         btrfs_add_delalloc_inodes(root, inode);
2470                 spin_unlock(&inode->lock);
2471         }
2472
2473         if (!(state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2474             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2475                 spin_lock(&inode->lock);
2476                 inode->new_delalloc_bytes += state->end + 1 - state->start;
2477                 spin_unlock(&inode->lock);
2478         }
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Once a range is no longer delalloc this function ensures that proper
2483  * accounting happens.
2484  */
2485 void btrfs_clear_delalloc_extent(struct btrfs_inode *inode,
2486                                  struct extent_state *state, u32 bits)
2487 {
2488         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2489         u64 len = state->end + 1 - state->start;
2490         u32 num_extents = count_max_extents(fs_info, len);
2491
2492         if ((state->state & EXTENT_DEFRAG) && (bits & EXTENT_DEFRAG)) {
2493                 spin_lock(&inode->lock);
2494                 inode->defrag_bytes -= len;
2495                 spin_unlock(&inode->lock);
2496         }
2497
2498         /*
2499          * set_bit and clear bit hooks normally require _irqsave/restore
2500          * but in this case, we are only testing for the DELALLOC
2501          * bit, which is only set or cleared with irqs on
2502          */
2503         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC) && (bits & EXTENT_DELALLOC)) {
2504                 struct btrfs_root *root = inode->root;
2505                 bool do_list = !btrfs_is_free_space_inode(inode);
2506
2507                 spin_lock(&inode->lock);
2508                 btrfs_mod_outstanding_extents(inode, -num_extents);
2509                 spin_unlock(&inode->lock);
2510
2511                 /*
2512                  * We don't reserve metadata space for space cache inodes so we
2513                  * don't need to call delalloc_release_metadata if there is an
2514                  * error.
2515                  */
2516                 if (bits & EXTENT_CLEAR_META_RESV &&
2517                     root != fs_info->tree_root)
2518                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, len, false);
2519
2520                 /* For sanity tests. */
2521                 if (btrfs_is_testing(fs_info))
2522                         return;
2523
2524                 if (!btrfs_is_data_reloc_root(root) &&
2525                     do_list && !(state->state & EXTENT_NORESERVE) &&
2526                     (bits & EXTENT_CLEAR_DATA_RESV))
2527                         btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, len);
2528
2529                 percpu_counter_add_batch(&fs_info->delalloc_bytes, -len,
2530                                          fs_info->delalloc_batch);
2531                 spin_lock(&inode->lock);
2532                 inode->delalloc_bytes -= len;
2533                 if (do_list && inode->delalloc_bytes == 0 &&
2534                     test_bit(BTRFS_INODE_IN_DELALLOC_LIST,
2535                                         &inode->runtime_flags))
2536                         btrfs_del_delalloc_inode(root, inode);
2537                 spin_unlock(&inode->lock);
2538         }
2539
2540         if ((state->state & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
2541             (bits & EXTENT_DELALLOC_NEW)) {
2542                 spin_lock(&inode->lock);
2543                 ASSERT(inode->new_delalloc_bytes >= len);
2544                 inode->new_delalloc_bytes -= len;
2545                 if (bits & EXTENT_ADD_INODE_BYTES)
2546                         inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, len);
2547                 spin_unlock(&inode->lock);
2548         }
2549 }
2550
2551 static int btrfs_extract_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio,
2552                                         struct btrfs_ordered_extent *ordered)
2553 {
2554         u64 start = (u64)bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
2555         u64 len = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
2556         struct btrfs_ordered_extent *new;
2557         int ret;
2558
2559         /* Must always be called for the beginning of an ordered extent. */
2560         if (WARN_ON_ONCE(start != ordered->disk_bytenr))
2561                 return -EINVAL;
2562
2563         /* No need to split if the ordered extent covers the entire bio. */
2564         if (ordered->disk_num_bytes == len) {
2565                 refcount_inc(&ordered->refs);
2566                 bbio->ordered = ordered;
2567                 return 0;
2568         }
2569
2570         /*
2571          * Don't split the extent_map for NOCOW extents, as we're writing into
2572          * a pre-existing one.
2573          */
2574         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered->flags)) {
2575                 ret = split_extent_map(bbio->inode, bbio->file_offset,
2576                                        ordered->num_bytes, len,
2577                                        ordered->disk_bytenr);
2578                 if (ret)
2579                         return ret;
2580         }
2581
2582         new = btrfs_split_ordered_extent(ordered, len);
2583         if (IS_ERR(new))
2584                 return PTR_ERR(new);
2585         bbio->ordered = new;
2586         return 0;
2587 }
2588
2589 /*
2590  * given a list of ordered sums record them in the inode.  This happens
2591  * at IO completion time based on sums calculated at bio submission time.
2592  */
2593 static int add_pending_csums(struct btrfs_trans_handle *trans,
2594                              struct list_head *list)
2595 {
2596         struct btrfs_ordered_sum *sum;
2597         struct btrfs_root *csum_root = NULL;
2598         int ret;
2599
2600         list_for_each_entry(sum, list, list) {
2601                 trans->adding_csums = true;
2602                 if (!csum_root)
2603                         csum_root = btrfs_csum_root(trans->fs_info,
2604                                                     sum->logical);
2605                 ret = btrfs_csum_file_blocks(trans, csum_root, sum);
2606                 trans->adding_csums = false;
2607                 if (ret)
2608                         return ret;
2609         }
2610         return 0;
2611 }
2612
2613 static int btrfs_find_new_delalloc_bytes(struct btrfs_inode *inode,
2614                                          const u64 start,
2615                                          const u64 len,
2616                                          struct extent_state **cached_state)
2617 {
2618         u64 search_start = start;
2619         const u64 end = start + len - 1;
2620
2621         while (search_start < end) {
2622                 const u64 search_len = end - search_start + 1;
2623                 struct extent_map *em;
2624                 u64 em_len;
2625                 int ret = 0;
2626
2627                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, search_start, search_len);
2628                 if (IS_ERR(em))
2629                         return PTR_ERR(em);
2630
2631                 if (em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)
2632                         goto next;
2633
2634                 em_len = em->len;
2635                 if (em->start < search_start)
2636                         em_len -= search_start - em->start;
2637                 if (em_len > search_len)
2638                         em_len = search_len;
2639
2640                 ret = set_extent_bit(&inode->io_tree, search_start,
2641                                      search_start + em_len - 1,
2642                                      EXTENT_DELALLOC_NEW, cached_state);
2643 next:
2644                 search_start = extent_map_end(em);
2645                 free_extent_map(em);
2646                 if (ret)
2647                         return ret;
2648         }
2649         return 0;
2650 }
2651
2652 int btrfs_set_extent_delalloc(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end,
2653                               unsigned int extra_bits,
2654                               struct extent_state **cached_state)
2655 {
2656         WARN_ON(PAGE_ALIGNED(end));
2657
2658         if (start >= i_size_read(&inode->vfs_inode) &&
2659             !(inode->flags & BTRFS_INODE_PREALLOC)) {
2660                 /*
2661                  * There can't be any extents following eof in this case so just
2662                  * set the delalloc new bit for the range directly.
2663                  */
2664                 extra_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
2665         } else {
2666                 int ret;
2667
2668                 ret = btrfs_find_new_delalloc_bytes(inode, start,
2669                                                     end + 1 - start,
2670                                                     cached_state);
2671                 if (ret)
2672                         return ret;
2673         }
2674
2675         return set_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
2676                               EXTENT_DELALLOC | extra_bits, cached_state);
2677 }
2678
2679 /* see btrfs_writepage_start_hook for details on why this is required */
2680 struct btrfs_writepage_fixup {
2681         struct page *page;
2682         struct btrfs_inode *inode;
2683         struct btrfs_work work;
2684 };
2685
2686 static void btrfs_writepage_fixup_worker(struct btrfs_work *work)
2687 {
2688         struct btrfs_writepage_fixup *fixup =
2689                 container_of(work, struct btrfs_writepage_fixup, work);
2690         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
2691         struct extent_state *cached_state = NULL;
2692         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
2693         struct page *page = fixup->page;
2694         struct btrfs_inode *inode = fixup->inode;
2695         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
2696         u64 page_start = page_offset(page);
2697         u64 page_end = page_offset(page) + PAGE_SIZE - 1;
2698         int ret = 0;
2699         bool free_delalloc_space = true;
2700
2701         /*
2702          * This is similar to page_mkwrite, we need to reserve the space before
2703          * we take the page lock.
2704          */
2705         ret = btrfs_delalloc_reserve_space(inode, &data_reserved, page_start,
2706                                            PAGE_SIZE);
2707 again:
2708         lock_page(page);
2709
2710         /*
2711          * Before we queued this fixup, we took a reference on the page.
2712          * page->mapping may go NULL, but it shouldn't be moved to a different
2713          * address space.
2714          */
2715         if (!page->mapping || !PageDirty(page) || !PageChecked(page)) {
2716                 /*
2717                  * Unfortunately this is a little tricky, either
2718                  *
2719                  * 1) We got here and our page had already been dealt with and
2720                  *    we reserved our space, thus ret == 0, so we need to just
2721                  *    drop our space reservation and bail.  This can happen the
2722                  *    first time we come into the fixup worker, or could happen
2723                  *    while waiting for the ordered extent.
2724                  * 2) Our page was already dealt with, but we happened to get an
2725                  *    ENOSPC above from the btrfs_delalloc_reserve_space.  In
2726                  *    this case we obviously don't have anything to release, but
2727                  *    because the page was already dealt with we don't want to
2728                  *    mark the page with an error, so make sure we're resetting
2729                  *    ret to 0.  This is why we have this check _before_ the ret
2730                  *    check, because we do not want to have a surprise ENOSPC
2731                  *    when the page was already properly dealt with.
2732                  */
2733                 if (!ret) {
2734                         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2735                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
2736                                                      page_start, PAGE_SIZE,
2737                                                      true);
2738                 }
2739                 ret = 0;
2740                 goto out_page;
2741         }
2742
2743         /*
2744          * We can't mess with the page state unless it is locked, so now that
2745          * it is locked bail if we failed to make our space reservation.
2746          */
2747         if (ret)
2748                 goto out_page;
2749
2750         lock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2751
2752         /* already ordered? We're done */
2753         if (PageOrdered(page))
2754                 goto out_reserved;
2755
2756         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, page_start, PAGE_SIZE);
2757         if (ordered) {
2758                 unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end,
2759                               &cached_state);
2760                 unlock_page(page);
2761                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
2762                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
2763                 goto again;
2764         }
2765
2766         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, page_start, page_end, 0,
2767                                         &cached_state);
2768         if (ret)
2769                 goto out_reserved;
2770
2771         /*
2772          * Everything went as planned, we're now the owner of a dirty page with
2773          * delayed allocation bits set and space reserved for our COW
2774          * destination.
2775          *
2776          * The page was dirty when we started, nothing should have cleaned it.
2777          */
2778         BUG_ON(!PageDirty(page));
2779         free_delalloc_space = false;
2780 out_reserved:
2781         btrfs_delalloc_release_extents(inode, PAGE_SIZE);
2782         if (free_delalloc_space)
2783                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, page_start,
2784                                              PAGE_SIZE, true);
2785         unlock_extent(&inode->io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
2786 out_page:
2787         if (ret) {
2788                 /*
2789                  * We hit ENOSPC or other errors.  Update the mapping and page
2790                  * to reflect the errors and clean the page.
2791                  */
2792                 mapping_set_error(page->mapping, ret);
2793                 btrfs_mark_ordered_io_finished(inode, page, page_start,
2794                                                PAGE_SIZE, !ret);
2795                 clear_page_dirty_for_io(page);
2796         }
2797         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
2798         unlock_page(page);
2799         put_page(page);
2800         kfree(fixup);
2801         extent_changeset_free(data_reserved);
2802         /*
2803          * As a precaution, do a delayed iput in case it would be the last iput
2804          * that could need flushing space. Recursing back to fixup worker would
2805          * deadlock.
2806          */
2807         btrfs_add_delayed_iput(inode);
2808 }
2809
2810 /*
2811  * There are a few paths in the higher layers of the kernel that directly
2812  * set the page dirty bit without asking the filesystem if it is a
2813  * good idea.  This causes problems because we want to make sure COW
2814  * properly happens and the data=ordered rules are followed.
2815  *
2816  * In our case any range that doesn't have the ORDERED bit set
2817  * hasn't been properly setup for IO.  We kick off an async process
2818  * to fix it up.  The async helper will wait for ordered extents, set
2819  * the delalloc bit and make it safe to write the page.
2820  */
2821 int btrfs_writepage_cow_fixup(struct page *page)
2822 {
2823         struct inode *inode = page->mapping->host;
2824         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
2825         struct btrfs_writepage_fixup *fixup;
2826
2827         /* This page has ordered extent covering it already */
2828         if (PageOrdered(page))
2829                 return 0;
2830
2831         /*
2832          * PageChecked is set below when we create a fixup worker for this page,
2833          * don't try to create another one if we're already PageChecked()
2834          *
2835          * The extent_io writepage code will redirty the page if we send back
2836          * EAGAIN.
2837          */
2838         if (PageChecked(page))
2839                 return -EAGAIN;
2840
2841         fixup = kzalloc(sizeof(*fixup), GFP_NOFS);
2842         if (!fixup)
2843                 return -EAGAIN;
2844
2845         /*
2846          * We are already holding a reference to this inode from
2847          * write_cache_pages.  We need to hold it because the space reservation
2848          * takes place outside of the page lock, and we can't trust
2849          * page->mapping outside of the page lock.
2850          */
2851         ihold(inode);
2852         btrfs_page_set_checked(fs_info, page, page_offset(page), PAGE_SIZE);
2853         get_page(page);
2854         btrfs_init_work(&fixup->work, btrfs_writepage_fixup_worker, NULL);
2855         fixup->page = page;
2856         fixup->inode = BTRFS_I(inode);
2857         btrfs_queue_work(fs_info->fixup_workers, &fixup->work);
2858
2859         return -EAGAIN;
2860 }
2861
2862 static int insert_reserved_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2863                                        struct btrfs_inode *inode, u64 file_pos,
2864                                        struct btrfs_file_extent_item *stack_fi,
2865                                        const bool update_inode_bytes,
2866                                        u64 qgroup_reserved)
2867 {
2868         struct btrfs_root *root = inode->root;
2869         const u64 sectorsize = root->fs_info->sectorsize;
2870         struct btrfs_path *path;
2871         struct extent_buffer *leaf;
2872         struct btrfs_key ins;
2873         u64 disk_num_bytes = btrfs_stack_file_extent_disk_num_bytes(stack_fi);
2874         u64 disk_bytenr = btrfs_stack_file_extent_disk_bytenr(stack_fi);
2875         u64 offset = btrfs_stack_file_extent_offset(stack_fi);
2876         u64 num_bytes = btrfs_stack_file_extent_num_bytes(stack_fi);
2877         u64 ram_bytes = btrfs_stack_file_extent_ram_bytes(stack_fi);
2878         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
2879         int ret;
2880
2881         path = btrfs_alloc_path();
2882         if (!path)
2883                 return -ENOMEM;
2884
2885         /*
2886          * we may be replacing one extent in the tree with another.
2887          * The new extent is pinned in the extent map, and we don't want
2888          * to drop it from the cache until it is completely in the btree.
2889          *
2890          * So, tell btrfs_drop_extents to leave this extent in the cache.
2891          * the caller is expected to unpin it and allow it to be merged
2892          * with the others.
2893          */
2894         drop_args.path = path;
2895         drop_args.start = file_pos;
2896         drop_args.end = file_pos + num_bytes;
2897         drop_args.replace_extent = true;
2898         drop_args.extent_item_size = sizeof(*stack_fi);
2899         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
2900         if (ret)
2901                 goto out;
2902
2903         if (!drop_args.extent_inserted) {
2904                 ins.objectid = btrfs_ino(inode);
2905                 ins.offset = file_pos;
2906                 ins.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
2907
2908                 ret = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &ins,
2909                                               sizeof(*stack_fi));
2910                 if (ret)
2911                         goto out;
2912         }
2913         leaf = path->nodes[0];
2914         btrfs_set_stack_file_extent_generation(stack_fi, trans->transid);
2915         write_extent_buffer(leaf, stack_fi,
2916                         btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]),
2917                         sizeof(struct btrfs_file_extent_item));
2918
2919         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
2920         btrfs_release_path(path);
2921
2922         /*
2923          * If we dropped an inline extent here, we know the range where it is
2924          * was not marked with the EXTENT_DELALLOC_NEW bit, so we update the
2925          * number of bytes only for that range containing the inline extent.
2926          * The remaining of the range will be processed when clearning the
2927          * EXTENT_DELALLOC_BIT bit through the ordered extent completion.
2928          */
2929         if (file_pos == 0 && !IS_ALIGNED(drop_args.bytes_found, sectorsize)) {
2930                 u64 inline_size = round_down(drop_args.bytes_found, sectorsize);
2931
2932                 inline_size = drop_args.bytes_found - inline_size;
2933                 btrfs_update_inode_bytes(inode, sectorsize, inline_size);
2934                 drop_args.bytes_found -= inline_size;
2935                 num_bytes -= sectorsize;
2936         }
2937
2938         if (update_inode_bytes)
2939                 btrfs_update_inode_bytes(inode, num_bytes, drop_args.bytes_found);
2940
2941         ins.objectid = disk_bytenr;
2942         ins.offset = disk_num_bytes;
2943         ins.type = BTRFS_EXTENT_ITEM_KEY;
2944
2945         ret = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode, file_pos, ram_bytes);
2946         if (ret)
2947                 goto out;
2948
2949         ret = btrfs_alloc_reserved_file_extent(trans, root, btrfs_ino(inode),
2950                                                file_pos - offset,
2951                                                qgroup_reserved, &ins);
2952 out:
2953         btrfs_free_path(path);
2954
2955         return ret;
2956 }
2957
2958 static void btrfs_release_delalloc_bytes(struct btrfs_fs_info *fs_info,
2959                                          u64 start, u64 len)
2960 {
2961         struct btrfs_block_group *cache;
2962
2963         cache = btrfs_lookup_block_group(fs_info, start);
2964         ASSERT(cache);
2965
2966         spin_lock(&cache->lock);
2967         cache->delalloc_bytes -= len;
2968         spin_unlock(&cache->lock);
2969
2970         btrfs_put_block_group(cache);
2971 }
2972
2973 static int insert_ordered_extent_file_extent(struct btrfs_trans_handle *trans,
2974                                              struct btrfs_ordered_extent *oe)
2975 {
2976         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
2977         bool update_inode_bytes;
2978         u64 num_bytes = oe->num_bytes;
2979         u64 ram_bytes = oe->ram_bytes;
2980
2981         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
2982         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_REG);
2983         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, oe->disk_bytenr);
2984         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi,
2985                                                    oe->disk_num_bytes);
2986         btrfs_set_stack_file_extent_offset(&stack_fi, oe->offset);
2987         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags)) {
2988                 num_bytes = oe->truncated_len;
2989                 ram_bytes = num_bytes;
2990         }
2991         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, num_bytes);
2992         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, ram_bytes);
2993         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, oe->compress_type);
2994         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
2995
2996         /*
2997          * For delalloc, when completing an ordered extent we update the inode's
2998          * bytes when clearing the range in the inode's io tree, so pass false
2999          * as the argument 'update_inode_bytes' to insert_reserved_file_extent(),
3000          * except if the ordered extent was truncated.
3001          */
3002         update_inode_bytes = test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &oe->flags) ||
3003                              test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &oe->flags) ||
3004                              test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &oe->flags);
3005
3006         return insert_reserved_file_extent(trans, BTRFS_I(oe->inode),
3007                                            oe->file_offset, &stack_fi,
3008                                            update_inode_bytes, oe->qgroup_rsv);
3009 }
3010
3011 /*
3012  * As ordered data IO finishes, this gets called so we can finish
3013  * an ordered extent if the range of bytes in the file it covers are
3014  * fully written.
3015  */
3016 int btrfs_finish_one_ordered(struct btrfs_ordered_extent *ordered_extent)
3017 {
3018         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(ordered_extent->inode);
3019         struct btrfs_root *root = inode->root;
3020         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3021         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
3022         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
3023         struct extent_state *cached_state = NULL;
3024         u64 start, end;
3025         int compress_type = 0;
3026         int ret = 0;
3027         u64 logical_len = ordered_extent->num_bytes;
3028         bool freespace_inode;
3029         bool truncated = false;
3030         bool clear_reserved_extent = true;
3031         unsigned int clear_bits = EXTENT_DEFRAG;
3032
3033         start = ordered_extent->file_offset;
3034         end = start + ordered_extent->num_bytes - 1;
3035
3036         if (!test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3037             !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags) &&
3038             !test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered_extent->flags) &&
3039             !test_bit(BTRFS_ORDERED_ENCODED, &ordered_extent->flags))
3040                 clear_bits |= EXTENT_DELALLOC_NEW;
3041
3042         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
3043         if (!freespace_inode)
3044                 btrfs_lockdep_acquire(fs_info, btrfs_ordered_extent);
3045
3046         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered_extent->flags)) {
3047                 ret = -EIO;
3048                 goto out;
3049         }
3050
3051         if (btrfs_is_zoned(fs_info))
3052                 btrfs_zone_finish_endio(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3053                                         ordered_extent->disk_num_bytes);
3054
3055         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags)) {
3056                 truncated = true;
3057                 logical_len = ordered_extent->truncated_len;
3058                 /* Truncated the entire extent, don't bother adding */
3059                 if (!logical_len)
3060                         goto out;
3061         }
3062
3063         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags)) {
3064                 BUG_ON(!list_empty(&ordered_extent->list)); /* Logic error */
3065
3066                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3067                 if (freespace_inode)
3068                         trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3069                 else
3070                         trans = btrfs_join_transaction(root);
3071                 if (IS_ERR(trans)) {
3072                         ret = PTR_ERR(trans);
3073                         trans = NULL;
3074                         goto out;
3075                 }
3076                 trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3077                 ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3078                 if (ret) /* -ENOMEM or corruption */
3079                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3080                 goto out;
3081         }
3082
3083         clear_bits |= EXTENT_LOCKED;
3084         lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
3085
3086         if (freespace_inode)
3087                 trans = btrfs_join_transaction_spacecache(root);
3088         else
3089                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3090         if (IS_ERR(trans)) {
3091                 ret = PTR_ERR(trans);
3092                 trans = NULL;
3093                 goto out;
3094         }
3095
3096         trans->block_rsv = &inode->block_rsv;
3097
3098         ret = btrfs_insert_raid_extent(trans, ordered_extent);
3099         if (ret)
3100                 goto out;
3101
3102         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_COMPRESSED, &ordered_extent->flags))
3103                 compress_type = ordered_extent->compress_type;
3104         if (test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3105                 BUG_ON(compress_type);
3106                 ret = btrfs_mark_extent_written(trans, inode,
3107                                                 ordered_extent->file_offset,
3108                                                 ordered_extent->file_offset +
3109                                                 logical_len);
3110                 btrfs_zoned_release_data_reloc_bg(fs_info, ordered_extent->disk_bytenr,
3111                                                   ordered_extent->disk_num_bytes);
3112         } else {
3113                 BUG_ON(root == fs_info->tree_root);
3114                 ret = insert_ordered_extent_file_extent(trans, ordered_extent);
3115                 if (!ret) {
3116                         clear_reserved_extent = false;
3117                         btrfs_release_delalloc_bytes(fs_info,
3118                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3119                                                 ordered_extent->disk_num_bytes);
3120                 }
3121         }
3122         unpin_extent_cache(&inode->extent_tree, ordered_extent->file_offset,
3123                            ordered_extent->num_bytes, trans->transid);
3124         if (ret < 0) {
3125                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3126                 goto out;
3127         }
3128
3129         ret = add_pending_csums(trans, &ordered_extent->list);
3130         if (ret) {
3131                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3132                 goto out;
3133         }
3134
3135         /*
3136          * If this is a new delalloc range, clear its new delalloc flag to
3137          * update the inode's number of bytes. This needs to be done first
3138          * before updating the inode item.
3139          */
3140         if ((clear_bits & EXTENT_DELALLOC_NEW) &&
3141             !test_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered_extent->flags))
3142                 clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end,
3143                                  EXTENT_DELALLOC_NEW | EXTENT_ADD_INODE_BYTES,
3144                                  &cached_state);
3145
3146         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
3147         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, inode);
3148         if (ret) { /* -ENOMEM or corruption */
3149                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3150                 goto out;
3151         }
3152         ret = 0;
3153 out:
3154         clear_extent_bit(&inode->io_tree, start, end, clear_bits,
3155                          &cached_state);
3156
3157         if (trans)
3158                 btrfs_end_transaction(trans);
3159
3160         if (ret || truncated) {
3161                 u64 unwritten_start = start;
3162
3163                 /*
3164                  * If we failed to finish this ordered extent for any reason we
3165                  * need to make sure BTRFS_ORDERED_IOERR is set on the ordered
3166                  * extent, and mark the inode with the error if it wasn't
3167                  * already set.  Any error during writeback would have already
3168                  * set the mapping error, so we need to set it if we're the ones
3169                  * marking this ordered extent as failed.
3170                  */
3171                 if (ret && !test_and_set_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR,
3172                                              &ordered_extent->flags))
3173                         mapping_set_error(ordered_extent->inode->i_mapping, -EIO);
3174
3175                 if (truncated)
3176                         unwritten_start += logical_len;
3177                 clear_extent_uptodate(io_tree, unwritten_start, end, NULL);
3178
3179                 /* Drop extent maps for the part of the extent we didn't write. */
3180                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, unwritten_start, end, false);
3181
3182                 /*
3183                  * If the ordered extent had an IOERR or something else went
3184                  * wrong we need to return the space for this ordered extent
3185                  * back to the allocator.  We only free the extent in the
3186                  * truncated case if we didn't write out the extent at all.
3187                  *
3188                  * If we made it past insert_reserved_file_extent before we
3189                  * errored out then we don't need to do this as the accounting
3190                  * has already been done.
3191                  */
3192                 if ((ret || !logical_len) &&
3193                     clear_reserved_extent &&
3194                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_NOCOW, &ordered_extent->flags) &&
3195                     !test_bit(BTRFS_ORDERED_PREALLOC, &ordered_extent->flags)) {
3196                         /*
3197                          * Discard the range before returning it back to the
3198                          * free space pool
3199                          */
3200                         if (ret && btrfs_test_opt(fs_info, DISCARD_SYNC))
3201                                 btrfs_discard_extent(fs_info,
3202                                                 ordered_extent->disk_bytenr,
3203                                                 ordered_extent->disk_num_bytes,
3204                                                 NULL);
3205                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info,
3206                                         ordered_extent->disk_bytenr,
3207                                         ordered_extent->disk_num_bytes, 1);
3208                         /*
3209                          * Actually free the qgroup rsv which was released when
3210                          * the ordered extent was created.
3211                          */
3212                         btrfs_qgroup_free_refroot(fs_info, inode->root->root_key.objectid,
3213                                                   ordered_extent->qgroup_rsv,
3214                                                   BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
3215                 }
3216         }
3217
3218         /*
3219          * This needs to be done to make sure anybody waiting knows we are done
3220          * updating everything for this ordered extent.
3221          */
3222         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered_extent);
3223
3224         /* once for us */
3225         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3226         /* once for the tree */
3227         btrfs_put_ordered_extent(ordered_extent);
3228
3229         return ret;
3230 }
3231
3232 int btrfs_finish_ordered_io(struct btrfs_ordered_extent *ordered)
3233 {
3234         if (btrfs_is_zoned(btrfs_sb(ordered->inode->i_sb)) &&
3235             !test_bit(BTRFS_ORDERED_IOERR, &ordered->flags) &&
3236             list_empty(&ordered->bioc_list))
3237                 btrfs_finish_ordered_zoned(ordered);
3238         return btrfs_finish_one_ordered(ordered);
3239 }
3240
3241 /*
3242  * Verify the checksum for a single sector without any extra action that depend
3243  * on the type of I/O.
3244  */
3245 int btrfs_check_sector_csum(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct page *page,
3246                             u32 pgoff, u8 *csum, const u8 * const csum_expected)
3247 {
3248         SHASH_DESC_ON_STACK(shash, fs_info->csum_shash);
3249         char *kaddr;
3250
3251         ASSERT(pgoff + fs_info->sectorsize <= PAGE_SIZE);
3252
3253         shash->tfm = fs_info->csum_shash;
3254
3255         kaddr = kmap_local_page(page) + pgoff;
3256         crypto_shash_digest(shash, kaddr, fs_info->sectorsize, csum);
3257         kunmap_local(kaddr);
3258
3259         if (memcmp(csum, csum_expected, fs_info->csum_size))
3260                 return -EIO;
3261         return 0;
3262 }
3263
3264 /*
3265  * Verify the checksum of a single data sector.
3266  *
3267  * @bbio:       btrfs_io_bio which contains the csum
3268  * @dev:        device the sector is on
3269  * @bio_offset: offset to the beginning of the bio (in bytes)
3270  * @bv:         bio_vec to check
3271  *
3272  * Check if the checksum on a data block is valid.  When a checksum mismatch is
3273  * detected, report the error and fill the corrupted range with zero.
3274  *
3275  * Return %true if the sector is ok or had no checksum to start with, else %false.
3276  */
3277 bool btrfs_data_csum_ok(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev,
3278                         u32 bio_offset, struct bio_vec *bv)
3279 {
3280         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
3281         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3282         u64 file_offset = bbio->file_offset + bio_offset;
3283         u64 end = file_offset + bv->bv_len - 1;
3284         u8 *csum_expected;
3285         u8 csum[BTRFS_CSUM_SIZE];
3286
3287         ASSERT(bv->bv_len == fs_info->sectorsize);
3288
3289         if (!bbio->csum)
3290                 return true;
3291
3292         if (btrfs_is_data_reloc_root(inode->root) &&
3293             test_range_bit(&inode->io_tree, file_offset, end, EXTENT_NODATASUM,
3294                            1, NULL)) {
3295                 /* Skip the range without csum for data reloc inode */
3296                 clear_extent_bits(&inode->io_tree, file_offset, end,
3297                                   EXTENT_NODATASUM);
3298                 return true;
3299         }
3300
3301         csum_expected = bbio->csum + (bio_offset >> fs_info->sectorsize_bits) *
3302                                 fs_info->csum_size;
3303         if (btrfs_check_sector_csum(fs_info, bv->bv_page, bv->bv_offset, csum,
3304                                     csum_expected))
3305                 goto zeroit;
3306         return true;
3307
3308 zeroit:
3309         btrfs_print_data_csum_error(inode, file_offset, csum, csum_expected,
3310                                     bbio->mirror_num);
3311         if (dev)
3312                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_CORRUPTION_ERRS);
3313         memzero_bvec(bv);
3314         return false;
3315 }
3316
3317 /*
3318  * Perform a delayed iput on @inode.
3319  *
3320  * @inode: The inode we want to perform iput on
3321  *
3322  * This function uses the generic vfs_inode::i_count to track whether we should
3323  * just decrement it (in case it's > 1) or if this is the last iput then link
3324  * the inode to the delayed iput machinery. Delayed iputs are processed at
3325  * transaction commit time/superblock commit/cleaner kthread.
3326  */
3327 void btrfs_add_delayed_iput(struct btrfs_inode *inode)
3328 {
3329         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
3330         unsigned long flags;
3331
3332         if (atomic_add_unless(&inode->vfs_inode.i_count, -1, 1))
3333                 return;
3334
3335         atomic_inc(&fs_info->nr_delayed_iputs);
3336         /*
3337          * Need to be irq safe here because we can be called from either an irq
3338          * context (see bio.c and btrfs_put_ordered_extent()) or a non-irq
3339          * context.
3340          */
3341         spin_lock_irqsave(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3342         ASSERT(list_empty(&inode->delayed_iput));
3343         list_add_tail(&inode->delayed_iput, &fs_info->delayed_iputs);
3344         spin_unlock_irqrestore(&fs_info->delayed_iput_lock, flags);
3345         if (!test_bit(BTRFS_FS_CLEANER_RUNNING, &fs_info->flags))
3346                 wake_up_process(fs_info->cleaner_kthread);
3347 }
3348
3349 static void run_delayed_iput_locked(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3350                                     struct btrfs_inode *inode)
3351 {
3352         list_del_init(&inode->delayed_iput);
3353         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3354         iput(&inode->vfs_inode);
3355         if (atomic_dec_and_test(&fs_info->nr_delayed_iputs))
3356                 wake_up(&fs_info->delayed_iputs_wait);
3357         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3358 }
3359
3360 static void btrfs_run_delayed_iput(struct btrfs_fs_info *fs_info,
3361                                    struct btrfs_inode *inode)
3362 {
3363         if (!list_empty(&inode->delayed_iput)) {
3364                 spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3365                 if (!list_empty(&inode->delayed_iput))
3366                         run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3367                 spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3368         }
3369 }
3370
3371 void btrfs_run_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3372 {
3373         /*
3374          * btrfs_put_ordered_extent() can run in irq context (see bio.c), which
3375          * calls btrfs_add_delayed_iput() and that needs to lock
3376          * fs_info->delayed_iput_lock. So we need to disable irqs here to
3377          * prevent a deadlock.
3378          */
3379         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3380         while (!list_empty(&fs_info->delayed_iputs)) {
3381                 struct btrfs_inode *inode;
3382
3383                 inode = list_first_entry(&fs_info->delayed_iputs,
3384                                 struct btrfs_inode, delayed_iput);
3385                 run_delayed_iput_locked(fs_info, inode);
3386                 if (need_resched()) {
3387                         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3388                         cond_resched();
3389                         spin_lock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3390                 }
3391         }
3392         spin_unlock_irq(&fs_info->delayed_iput_lock);
3393 }
3394
3395 /*
3396  * Wait for flushing all delayed iputs
3397  *
3398  * @fs_info:  the filesystem
3399  *
3400  * This will wait on any delayed iputs that are currently running with KILLABLE
3401  * set.  Once they are all done running we will return, unless we are killed in
3402  * which case we return EINTR. This helps in user operations like fallocate etc
3403  * that might get blocked on the iputs.
3404  *
3405  * Return EINTR if we were killed, 0 if nothing's pending
3406  */
3407 int btrfs_wait_on_delayed_iputs(struct btrfs_fs_info *fs_info)
3408 {
3409         int ret = wait_event_killable(fs_info->delayed_iputs_wait,
3410                         atomic_read(&fs_info->nr_delayed_iputs) == 0);
3411         if (ret)
3412                 return -EINTR;
3413         return 0;
3414 }
3415
3416 /*
3417  * This creates an orphan entry for the given inode in case something goes wrong
3418  * in the middle of an unlink.
3419  */
3420 int btrfs_orphan_add(struct btrfs_trans_handle *trans,
3421                      struct btrfs_inode *inode)
3422 {
3423         int ret;
3424
3425         ret = btrfs_insert_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3426         if (ret && ret != -EEXIST) {
3427                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
3428                 return ret;
3429         }
3430
3431         return 0;
3432 }
3433
3434 /*
3435  * We have done the delete so we can go ahead and remove the orphan item for
3436  * this particular inode.
3437  */
3438 static int btrfs_orphan_del(struct btrfs_trans_handle *trans,
3439                             struct btrfs_inode *inode)
3440 {
3441         return btrfs_del_orphan_item(trans, inode->root, btrfs_ino(inode));
3442 }
3443
3444 /*
3445  * this cleans up any orphans that may be left on the list from the last use
3446  * of this root.
3447  */
3448 int btrfs_orphan_cleanup(struct btrfs_root *root)
3449 {
3450         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
3451         struct btrfs_path *path;
3452         struct extent_buffer *leaf;
3453         struct btrfs_key key, found_key;
3454         struct btrfs_trans_handle *trans;
3455         struct inode *inode;
3456         u64 last_objectid = 0;
3457         int ret = 0, nr_unlink = 0;
3458
3459         if (test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_CLEANUP, &root->state))
3460                 return 0;
3461
3462         path = btrfs_alloc_path();
3463         if (!path) {
3464                 ret = -ENOMEM;
3465                 goto out;
3466         }
3467         path->reada = READA_BACK;
3468
3469         key.objectid = BTRFS_ORPHAN_OBJECTID;
3470         key.type = BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY;
3471         key.offset = (u64)-1;
3472
3473         while (1) {
3474                 ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
3475                 if (ret < 0)
3476                         goto out;
3477
3478                 /*
3479                  * if ret == 0 means we found what we were searching for, which
3480                  * is weird, but possible, so only screw with path if we didn't
3481                  * find the key and see if we have stuff that matches
3482                  */
3483                 if (ret > 0) {
3484                         ret = 0;
3485                         if (path->slots[0] == 0)
3486                                 break;
3487                         path->slots[0]--;
3488                 }
3489
3490                 /* pull out the item */
3491                 leaf = path->nodes[0];
3492                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
3493
3494                 /* make sure the item matches what we want */
3495                 if (found_key.objectid != BTRFS_ORPHAN_OBJECTID)
3496                         break;
3497                 if (found_key.type != BTRFS_ORPHAN_ITEM_KEY)
3498                         break;
3499
3500                 /* release the path since we're done with it */
3501                 btrfs_release_path(path);
3502
3503                 /*
3504                  * this is where we are basically btrfs_lookup, without the
3505                  * crossing root thing.  we store the inode number in the
3506                  * offset of the orphan item.
3507                  */
3508
3509                 if (found_key.offset == last_objectid) {
3510                         /*
3511                          * We found the same inode as before. This means we were
3512                          * not able to remove its items via eviction triggered
3513                          * by an iput(). A transaction abort may have happened,
3514                          * due to -ENOSPC for example, so try to grab the error
3515                          * that lead to a transaction abort, if any.
3516                          */
3517                         btrfs_err(fs_info,
3518                                   "Error removing orphan entry, stopping orphan cleanup");
3519                         ret = BTRFS_FS_ERROR(fs_info) ?: -EINVAL;
3520                         goto out;
3521                 }
3522
3523                 last_objectid = found_key.offset;
3524
3525                 found_key.objectid = found_key.offset;
3526                 found_key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
3527                 found_key.offset = 0;
3528                 inode = btrfs_iget(fs_info->sb, last_objectid, root);
3529                 if (IS_ERR(inode)) {
3530                         ret = PTR_ERR(inode);
3531                         inode = NULL;
3532                         if (ret != -ENOENT)
3533                                 goto out;
3534                 }
3535
3536                 if (!inode && root == fs_info->tree_root) {
3537                         struct btrfs_root *dead_root;
3538                         int is_dead_root = 0;
3539
3540                         /*
3541                          * This is an orphan in the tree root. Currently these
3542                          * could come from 2 sources:
3543                          *  a) a root (snapshot/subvolume) deletion in progress
3544                          *  b) a free space cache inode
3545                          * We need to distinguish those two, as the orphan item
3546                          * for a root must not get deleted before the deletion
3547                          * of the snapshot/subvolume's tree completes.
3548                          *
3549                          * btrfs_find_orphan_roots() ran before us, which has
3550                          * found all deleted roots and loaded them into
3551                          * fs_info->fs_roots_radix. So here we can find if an
3552                          * orphan item corresponds to a deleted root by looking
3553                          * up the root from that radix tree.
3554                          */
3555
3556                         spin_lock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3557                         dead_root = radix_tree_lookup(&fs_info->fs_roots_radix,
3558                                                          (unsigned long)found_key.objectid);
3559                         if (dead_root && btrfs_root_refs(&dead_root->root_item) == 0)
3560                                 is_dead_root = 1;
3561                         spin_unlock(&fs_info->fs_roots_radix_lock);
3562
3563                         if (is_dead_root) {
3564                                 /* prevent this orphan from being found again */
3565                                 key.offset = found_key.objectid - 1;
3566                                 continue;
3567                         }
3568
3569                 }
3570
3571                 /*
3572                  * If we have an inode with links, there are a couple of
3573                  * possibilities:
3574                  *
3575                  * 1. We were halfway through creating fsverity metadata for the
3576                  * file. In that case, the orphan item represents incomplete
3577                  * fsverity metadata which must be cleaned up with
3578                  * btrfs_drop_verity_items and deleting the orphan item.
3579
3580                  * 2. Old kernels (before v3.12) used to create an
3581                  * orphan item for truncate indicating that there were possibly
3582                  * extent items past i_size that needed to be deleted. In v3.12,
3583                  * truncate was changed to update i_size in sync with the extent
3584                  * items, but the (useless) orphan item was still created. Since
3585                  * v4.18, we don't create the orphan item for truncate at all.
3586                  *
3587                  * So, this item could mean that we need to do a truncate, but
3588                  * only if this filesystem was last used on a pre-v3.12 kernel
3589                  * and was not cleanly unmounted. The odds of that are quite
3590                  * slim, and it's a pain to do the truncate now, so just delete
3591                  * the orphan item.
3592                  *
3593                  * It's also possible that this orphan item was supposed to be
3594                  * deleted but wasn't. The inode number may have been reused,
3595                  * but either way, we can delete the orphan item.
3596                  */
3597                 if (!inode || inode->i_nlink) {
3598                         if (inode) {
3599                                 ret = btrfs_drop_verity_items(BTRFS_I(inode));
3600                                 iput(inode);
3601                                 inode = NULL;
3602                                 if (ret)
3603                                         goto out;
3604                         }
3605                         trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
3606                         if (IS_ERR(trans)) {
3607                                 ret = PTR_ERR(trans);
3608                                 goto out;
3609                         }
3610                         btrfs_debug(fs_info, "auto deleting %Lu",
3611                                     found_key.objectid);
3612                         ret = btrfs_del_orphan_item(trans, root,
3613                                                     found_key.objectid);
3614                         btrfs_end_transaction(trans);
3615                         if (ret)
3616                                 goto out;
3617                         continue;
3618                 }
3619
3620                 nr_unlink++;
3621
3622                 /* this will do delete_inode and everything for us */
3623                 iput(inode);
3624         }
3625         /* release the path since we're done with it */
3626         btrfs_release_path(path);
3627
3628         if (test_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &root->state)) {
3629                 trans = btrfs_join_transaction(root);
3630                 if (!IS_ERR(trans))
3631                         btrfs_end_transaction(trans);
3632         }
3633
3634         if (nr_unlink)
3635                 btrfs_debug(fs_info, "unlinked %d orphans", nr_unlink);
3636
3637 out:
3638         if (ret)
3639                 btrfs_err(fs_info, "could not do orphan cleanup %d", ret);
3640         btrfs_free_path(path);
3641         return ret;
3642 }
3643
3644 /*
3645  * very simple check to peek ahead in the leaf looking for xattrs.  If we
3646  * don't find any xattrs, we know there can't be any acls.
3647  *
3648  * slot is the slot the inode is in, objectid is the objectid of the inode
3649  */
3650 static noinline int acls_after_inode_item(struct extent_buffer *leaf,
3651                                           int slot, u64 objectid,
3652                                           int *first_xattr_slot)
3653 {
3654         u32 nritems = btrfs_header_nritems(leaf);
3655         struct btrfs_key found_key;
3656         static u64 xattr_access = 0;
3657         static u64 xattr_default = 0;
3658         int scanned = 0;
3659
3660         if (!xattr_access) {
3661                 xattr_access = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS,
3662                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_ACCESS));
3663                 xattr_default = btrfs_name_hash(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT,
3664                                         strlen(XATTR_NAME_POSIX_ACL_DEFAULT));
3665         }
3666
3667         slot++;
3668         *first_xattr_slot = -1;
3669         while (slot < nritems) {
3670                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, slot);
3671
3672                 /* we found a different objectid, there must not be acls */
3673                 if (found_key.objectid != objectid)
3674                         return 0;
3675
3676                 /* we found an xattr, assume we've got an acl */
3677                 if (found_key.type == BTRFS_XATTR_ITEM_KEY) {
3678                         if (*first_xattr_slot == -1)
3679                                 *first_xattr_slot = slot;
3680                         if (found_key.offset == xattr_access ||
3681                             found_key.offset == xattr_default)
3682                                 return 1;
3683                 }
3684
3685                 /*
3686                  * we found a key greater than an xattr key, there can't
3687                  * be any acls later on
3688                  */
3689                 if (found_key.type > BTRFS_XATTR_ITEM_KEY)
3690                         return 0;
3691
3692                 slot++;
3693                 scanned++;
3694
3695                 /*
3696                  * it goes inode, inode backrefs, xattrs, extents,
3697                  * so if there are a ton of hard links to an inode there can
3698                  * be a lot of backrefs.  Don't waste time searching too hard,
3699                  * this is just an optimization
3700                  */
3701                 if (scanned >= 8)
3702                         break;
3703         }
3704         /* we hit the end of the leaf before we found an xattr or
3705          * something larger than an xattr.  We have to assume the inode
3706          * has acls
3707          */
3708         if (*first_xattr_slot == -1)
3709                 *first_xattr_slot = slot;
3710         return 1;
3711 }
3712
3713 /*
3714  * read an inode from the btree into the in-memory inode
3715  */
3716 static int btrfs_read_locked_inode(struct inode *inode,
3717                                    struct btrfs_path *in_path)
3718 {
3719         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
3720         struct btrfs_path *path = in_path;
3721         struct extent_buffer *leaf;
3722         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3723         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
3724         struct btrfs_key location;
3725         unsigned long ptr;
3726         int maybe_acls;
3727         u32 rdev;
3728         int ret;
3729         bool filled = false;
3730         int first_xattr_slot;
3731
3732         ret = btrfs_fill_inode(inode, &rdev);
3733         if (!ret)
3734                 filled = true;
3735
3736         if (!path) {
3737                 path = btrfs_alloc_path();
3738                 if (!path)
3739                         return -ENOMEM;
3740         }
3741
3742         memcpy(&location, &BTRFS_I(inode)->location, sizeof(location));
3743
3744         ret = btrfs_lookup_inode(NULL, root, path, &location, 0);
3745         if (ret) {
3746                 if (path != in_path)
3747                         btrfs_free_path(path);
3748                 return ret;
3749         }
3750
3751         leaf = path->nodes[0];
3752
3753         if (filled)
3754                 goto cache_index;
3755
3756         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3757                                     struct btrfs_inode_item);
3758         inode->i_mode = btrfs_inode_mode(leaf, inode_item);
3759         set_nlink(inode, btrfs_inode_nlink(leaf, inode_item));
3760         i_uid_write(inode, btrfs_inode_uid(leaf, inode_item));
3761         i_gid_write(inode, btrfs_inode_gid(leaf, inode_item));
3762         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), btrfs_inode_size(leaf, inode_item));
3763         btrfs_inode_set_file_extent_range(BTRFS_I(inode), 0,
3764                         round_up(i_size_read(inode), fs_info->sectorsize));
3765
3766         inode->i_atime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->atime);
3767         inode->i_atime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->atime);
3768
3769         inode->i_mtime.tv_sec = btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->mtime);
3770         inode->i_mtime.tv_nsec = btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->mtime);
3771
3772         inode_set_ctime(inode, btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->ctime),
3773                         btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->ctime));
3774
3775         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec =
3776                 btrfs_timespec_sec(leaf, &inode_item->otime);
3777         BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec =
3778                 btrfs_timespec_nsec(leaf, &inode_item->otime);
3779
3780         inode_set_bytes(inode, btrfs_inode_nbytes(leaf, inode_item));
3781         BTRFS_I(inode)->generation = btrfs_inode_generation(leaf, inode_item);
3782         BTRFS_I(inode)->last_trans = btrfs_inode_transid(leaf, inode_item);
3783
3784         inode_set_iversion_queried(inode,
3785                                    btrfs_inode_sequence(leaf, inode_item));
3786         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
3787         inode->i_rdev = 0;
3788         rdev = btrfs_inode_rdev(leaf, inode_item);
3789
3790         BTRFS_I(inode)->index_cnt = (u64)-1;
3791         btrfs_inode_split_flags(btrfs_inode_flags(leaf, inode_item),
3792                                 &BTRFS_I(inode)->flags, &BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3793
3794 cache_index:
3795         /*
3796          * If we were modified in the current generation and evicted from memory
3797          * and then re-read we need to do a full sync since we don't have any
3798          * idea about which extents were modified before we were evicted from
3799          * cache.
3800          *
3801          * This is required for both inode re-read from disk and delayed inode
3802          * in delayed_nodes_tree.
3803          */
3804         if (BTRFS_I(inode)->last_trans == fs_info->generation)
3805                 set_bit(BTRFS_INODE_NEEDS_FULL_SYNC,
3806                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
3807
3808         /*
3809          * We don't persist the id of the transaction where an unlink operation
3810          * against the inode was last made. So here we assume the inode might
3811          * have been evicted, and therefore the exact value of last_unlink_trans
3812          * lost, and set it to last_trans to avoid metadata inconsistencies
3813          * between the inode and its parent if the inode is fsync'ed and the log
3814          * replayed. For example, in the scenario:
3815          *
3816          * touch mydir/foo
3817          * ln mydir/foo mydir/bar
3818          * sync
3819          * unlink mydir/bar
3820          * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches   # evicts inode
3821          * xfs_io -c fsync mydir/foo
3822          * <power failure>
3823          * mount fs, triggers fsync log replay
3824          *
3825          * We must make sure that when we fsync our inode foo we also log its
3826          * parent inode, otherwise after log replay the parent still has the
3827          * dentry with the "bar" name but our inode foo has a link count of 1
3828          * and doesn't have an inode ref with the name "bar" anymore.
3829          *
3830          * Setting last_unlink_trans to last_trans is a pessimistic approach,
3831          * but it guarantees correctness at the expense of occasional full
3832          * transaction commits on fsync if our inode is a directory, or if our
3833          * inode is not a directory, logging its parent unnecessarily.
3834          */
3835         BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3836
3837         /*
3838          * Same logic as for last_unlink_trans. We don't persist the generation
3839          * of the last transaction where this inode was used for a reflink
3840          * operation, so after eviction and reloading the inode we must be
3841          * pessimistic and assume the last transaction that modified the inode.
3842          */
3843         BTRFS_I(inode)->last_reflink_trans = BTRFS_I(inode)->last_trans;
3844
3845         path->slots[0]++;
3846         if (inode->i_nlink != 1 ||
3847             path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf))
3848                 goto cache_acl;
3849
3850         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &location, path->slots[0]);
3851         if (location.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)))
3852                 goto cache_acl;
3853
3854         ptr = btrfs_item_ptr_offset(leaf, path->slots[0]);
3855         if (location.type == BTRFS_INODE_REF_KEY) {
3856                 struct btrfs_inode_ref *ref;
3857
3858                 ref = (struct btrfs_inode_ref *)ptr;
3859                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_ref_index(leaf, ref);
3860         } else if (location.type == BTRFS_INODE_EXTREF_KEY) {
3861                 struct btrfs_inode_extref *extref;
3862
3863                 extref = (struct btrfs_inode_extref *)ptr;
3864                 BTRFS_I(inode)->dir_index = btrfs_inode_extref_index(leaf,
3865                                                                      extref);
3866         }
3867 cache_acl:
3868         /*
3869          * try to precache a NULL acl entry for files that don't have
3870          * any xattrs or acls
3871          */
3872         maybe_acls = acls_after_inode_item(leaf, path->slots[0],
3873                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), &first_xattr_slot);
3874         if (first_xattr_slot != -1) {
3875                 path->slots[0] = first_xattr_slot;
3876                 ret = btrfs_load_inode_props(inode, path);
3877                 if (ret)
3878                         btrfs_err(fs_info,
3879                                   "error loading props for ino %llu (root %llu): %d",
3880                                   btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
3881                                   root->root_key.objectid, ret);
3882         }
3883         if (path != in_path)
3884                 btrfs_free_path(path);
3885
3886         if (!maybe_acls)
3887                 cache_no_acl(inode);
3888
3889         switch (inode->i_mode & S_IFMT) {
3890         case S_IFREG:
3891                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3892                 inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
3893                 inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
3894                 break;
3895         case S_IFDIR:
3896                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
3897                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
3898                 break;
3899         case S_IFLNK:
3900                 inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
3901                 inode_nohighmem(inode);
3902                 inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
3903                 break;
3904         default:
3905                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
3906                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
3907                 break;
3908         }
3909
3910         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(inode);
3911         return 0;
3912 }
3913
3914 /*
3915  * given a leaf and an inode, copy the inode fields into the leaf
3916  */
3917 static void fill_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3918                             struct extent_buffer *leaf,
3919                             struct btrfs_inode_item *item,
3920                             struct inode *inode)
3921 {
3922         struct btrfs_map_token token;
3923         u64 flags;
3924
3925         btrfs_init_map_token(&token, leaf);
3926
3927         btrfs_set_token_inode_uid(&token, item, i_uid_read(inode));
3928         btrfs_set_token_inode_gid(&token, item, i_gid_read(inode));
3929         btrfs_set_token_inode_size(&token, item, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
3930         btrfs_set_token_inode_mode(&token, item, inode->i_mode);
3931         btrfs_set_token_inode_nlink(&token, item, inode->i_nlink);
3932
3933         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->atime,
3934                                      inode->i_atime.tv_sec);
3935         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->atime,
3936                                       inode->i_atime.tv_nsec);
3937
3938         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->mtime,
3939                                      inode->i_mtime.tv_sec);
3940         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->mtime,
3941                                       inode->i_mtime.tv_nsec);
3942
3943         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->ctime,
3944                                      inode_get_ctime(inode).tv_sec);
3945         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->ctime,
3946                                       inode_get_ctime(inode).tv_nsec);
3947
3948         btrfs_set_token_timespec_sec(&token, &item->otime,
3949                                      BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec);
3950         btrfs_set_token_timespec_nsec(&token, &item->otime,
3951                                       BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec);
3952
3953         btrfs_set_token_inode_nbytes(&token, item, inode_get_bytes(inode));
3954         btrfs_set_token_inode_generation(&token, item,
3955                                          BTRFS_I(inode)->generation);
3956         btrfs_set_token_inode_sequence(&token, item, inode_peek_iversion(inode));
3957         btrfs_set_token_inode_transid(&token, item, trans->transid);
3958         btrfs_set_token_inode_rdev(&token, item, inode->i_rdev);
3959         flags = btrfs_inode_combine_flags(BTRFS_I(inode)->flags,
3960                                           BTRFS_I(inode)->ro_flags);
3961         btrfs_set_token_inode_flags(&token, item, flags);
3962         btrfs_set_token_inode_block_group(&token, item, 0);
3963 }
3964
3965 /*
3966  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
3967  */
3968 static noinline int btrfs_update_inode_item(struct btrfs_trans_handle *trans,
3969                                             struct btrfs_inode *inode)
3970 {
3971         struct btrfs_inode_item *inode_item;
3972         struct btrfs_path *path;
3973         struct extent_buffer *leaf;
3974         int ret;
3975
3976         path = btrfs_alloc_path();
3977         if (!path)
3978                 return -ENOMEM;
3979
3980         ret = btrfs_lookup_inode(trans, inode->root, path, &inode->location, 1);
3981         if (ret) {
3982                 if (ret > 0)
3983                         ret = -ENOENT;
3984                 goto failed;
3985         }
3986
3987         leaf = path->nodes[0];
3988         inode_item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
3989                                     struct btrfs_inode_item);
3990
3991         fill_inode_item(trans, leaf, inode_item, &inode->vfs_inode);
3992         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
3993         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
3994         ret = 0;
3995 failed:
3996         btrfs_free_path(path);
3997         return ret;
3998 }
3999
4000 /*
4001  * copy everything in the in-memory inode into the btree.
4002  */
4003 int btrfs_update_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4004                        struct btrfs_inode *inode)
4005 {
4006         struct btrfs_root *root = inode->root;
4007         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4008         int ret;
4009
4010         /*
4011          * If the inode is a free space inode, we can deadlock during commit
4012          * if we put it into the delayed code.
4013          *
4014          * The data relocation inode should also be directly updated
4015          * without delay
4016          */
4017         if (!btrfs_is_free_space_inode(inode)
4018             && !btrfs_is_data_reloc_root(root)
4019             && !test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags)) {
4020                 btrfs_update_root_times(trans, root);
4021
4022                 ret = btrfs_delayed_update_inode(trans, root, inode);
4023                 if (!ret)
4024                         btrfs_set_inode_last_trans(trans, inode);
4025                 return ret;
4026         }
4027
4028         return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4029 }
4030
4031 int btrfs_update_inode_fallback(struct btrfs_trans_handle *trans,
4032                                 struct btrfs_inode *inode)
4033 {
4034         int ret;
4035
4036         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4037         if (ret == -ENOSPC)
4038                 return btrfs_update_inode_item(trans, inode);
4039         return ret;
4040 }
4041
4042 /*
4043  * unlink helper that gets used here in inode.c and in the tree logging
4044  * recovery code.  It remove a link in a directory with a given name, and
4045  * also drops the back refs in the inode to the directory
4046  */
4047 static int __btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4048                                 struct btrfs_inode *dir,
4049                                 struct btrfs_inode *inode,
4050                                 const struct fscrypt_str *name,
4051                                 struct btrfs_rename_ctx *rename_ctx)
4052 {
4053         struct btrfs_root *root = dir->root;
4054         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4055         struct btrfs_path *path;
4056         int ret = 0;
4057         struct btrfs_dir_item *di;
4058         u64 index;
4059         u64 ino = btrfs_ino(inode);
4060         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4061
4062         path = btrfs_alloc_path();
4063         if (!path) {
4064                 ret = -ENOMEM;
4065                 goto out;
4066         }
4067
4068         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino, name, -1);
4069         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4070                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4071                 goto err;
4072         }
4073         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4074         if (ret)
4075                 goto err;
4076         btrfs_release_path(path);
4077
4078         /*
4079          * If we don't have dir index, we have to get it by looking up
4080          * the inode ref, since we get the inode ref, remove it directly,
4081          * it is unnecessary to do delayed deletion.
4082          *
4083          * But if we have dir index, needn't search inode ref to get it.
4084          * Since the inode ref is close to the inode item, it is better
4085          * that we delay to delete it, and just do this deletion when
4086          * we update the inode item.
4087          */
4088         if (inode->dir_index) {
4089                 ret = btrfs_delayed_delete_inode_ref(inode);
4090                 if (!ret) {
4091                         index = inode->dir_index;
4092                         goto skip_backref;
4093                 }
4094         }
4095
4096         ret = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, dir_ino, &index);
4097         if (ret) {
4098                 btrfs_info(fs_info,
4099                         "failed to delete reference to %.*s, inode %llu parent %llu",
4100                         name->len, name->name, ino, dir_ino);
4101                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4102                 goto err;
4103         }
4104 skip_backref:
4105         if (rename_ctx)
4106                 rename_ctx->index = index;
4107
4108         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4109         if (ret) {
4110                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4111                 goto err;
4112         }
4113
4114         /*
4115          * If we are in a rename context, we don't need to update anything in the
4116          * log. That will be done later during the rename by btrfs_log_new_name().
4117          * Besides that, doing it here would only cause extra unnecessary btree
4118          * operations on the log tree, increasing latency for applications.
4119          */
4120         if (!rename_ctx) {
4121                 btrfs_del_inode_ref_in_log(trans, root, name, inode, dir_ino);
4122                 btrfs_del_dir_entries_in_log(trans, root, name, dir, index);
4123         }
4124
4125         /*
4126          * If we have a pending delayed iput we could end up with the final iput
4127          * being run in btrfs-cleaner context.  If we have enough of these built
4128          * up we can end up burning a lot of time in btrfs-cleaner without any
4129          * way to throttle the unlinks.  Since we're currently holding a ref on
4130          * the inode we can run the delayed iput here without any issues as the
4131          * final iput won't be done until after we drop the ref we're currently
4132          * holding.
4133          */
4134         btrfs_run_delayed_iput(fs_info, inode);
4135 err:
4136         btrfs_free_path(path);
4137         if (ret)
4138                 goto out;
4139
4140         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - name->len * 2);
4141         inode_inc_iversion(&inode->vfs_inode);
4142         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4143         inode_set_ctime_current(&inode->vfs_inode);
4144         dir->vfs_inode.i_mtime = inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode);
4145         ret = btrfs_update_inode(trans, dir);
4146 out:
4147         return ret;
4148 }
4149
4150 int btrfs_unlink_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
4151                        struct btrfs_inode *dir, struct btrfs_inode *inode,
4152                        const struct fscrypt_str *name)
4153 {
4154         int ret;
4155
4156         ret = __btrfs_unlink_inode(trans, dir, inode, name, NULL);
4157         if (!ret) {
4158                 drop_nlink(&inode->vfs_inode);
4159                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
4160         }
4161         return ret;
4162 }
4163
4164 /*
4165  * helper to start transaction for unlink and rmdir.
4166  *
4167  * unlink and rmdir are special in btrfs, they do not always free space, so
4168  * if we cannot make our reservations the normal way try and see if there is
4169  * plenty of slack room in the global reserve to migrate, otherwise we cannot
4170  * allow the unlink to occur.
4171  */
4172 static struct btrfs_trans_handle *__unlink_start_trans(struct btrfs_inode *dir)
4173 {
4174         struct btrfs_root *root = dir->root;
4175
4176         return btrfs_start_transaction_fallback_global_rsv(root,
4177                                                    BTRFS_UNLINK_METADATA_UNITS);
4178 }
4179
4180 static int btrfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4181 {
4182         struct btrfs_trans_handle *trans;
4183         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4184         int ret;
4185         struct fscrypt_name fname;
4186
4187         ret = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4188         if (ret)
4189                 return ret;
4190
4191         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4192
4193         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4194         if (IS_ERR(trans)) {
4195                 ret = PTR_ERR(trans);
4196                 goto fscrypt_free;
4197         }
4198
4199         btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4200                                 false);
4201
4202         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4203                                  &fname.disk_name);
4204         if (ret)
4205                 goto end_trans;
4206
4207         if (inode->i_nlink == 0) {
4208                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4209                 if (ret)
4210                         goto end_trans;
4211         }
4212
4213 end_trans:
4214         btrfs_end_transaction(trans);
4215         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(dir)->root->fs_info);
4216 fscrypt_free:
4217         fscrypt_free_filename(&fname);
4218         return ret;
4219 }
4220
4221 static int btrfs_unlink_subvol(struct btrfs_trans_handle *trans,
4222                                struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4223 {
4224         struct btrfs_root *root = dir->root;
4225         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(d_inode(dentry));
4226         struct btrfs_path *path;
4227         struct extent_buffer *leaf;
4228         struct btrfs_dir_item *di;
4229         struct btrfs_key key;
4230         u64 index;
4231         int ret;
4232         u64 objectid;
4233         u64 dir_ino = btrfs_ino(dir);
4234         struct fscrypt_name fname;
4235
4236         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
4237         if (ret)
4238                 return ret;
4239
4240         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4241
4242         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4243                 objectid = inode->root->root_key.objectid;
4244         } else if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4245                 objectid = inode->location.objectid;
4246         } else {
4247                 WARN_ON(1);
4248                 fscrypt_free_filename(&fname);
4249                 return -EINVAL;
4250         }
4251
4252         path = btrfs_alloc_path();
4253         if (!path) {
4254                 ret = -ENOMEM;
4255                 goto out;
4256         }
4257
4258         di = btrfs_lookup_dir_item(trans, root, path, dir_ino,
4259                                    &fname.disk_name, -1);
4260         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4261                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
4262                 goto out;
4263         }
4264
4265         leaf = path->nodes[0];
4266         btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &key);
4267         WARN_ON(key.type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY || key.objectid != objectid);
4268         ret = btrfs_delete_one_dir_name(trans, root, path, di);
4269         if (ret) {
4270                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4271                 goto out;
4272         }
4273         btrfs_release_path(path);
4274
4275         /*
4276          * This is a placeholder inode for a subvolume we didn't have a
4277          * reference to at the time of the snapshot creation.  In the meantime
4278          * we could have renamed the real subvol link into our snapshot, so
4279          * depending on btrfs_del_root_ref to return -ENOENT here is incorrect.
4280          * Instead simply lookup the dir_index_item for this entry so we can
4281          * remove it.  Otherwise we know we have a ref to the root and we can
4282          * call btrfs_del_root_ref, and it _shouldn't_ fail.
4283          */
4284         if (btrfs_ino(inode) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID) {
4285                 di = btrfs_search_dir_index_item(root, path, dir_ino, &fname.disk_name);
4286                 if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
4287                         if (!di)
4288                                 ret = -ENOENT;
4289                         else
4290                                 ret = PTR_ERR(di);
4291                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4292                         goto out;
4293                 }
4294
4295                 leaf = path->nodes[0];
4296                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
4297                 index = key.offset;
4298                 btrfs_release_path(path);
4299         } else {
4300                 ret = btrfs_del_root_ref(trans, objectid,
4301                                          root->root_key.objectid, dir_ino,
4302                                          &index, &fname.disk_name);
4303                 if (ret) {
4304                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4305                         goto out;
4306                 }
4307         }
4308
4309         ret = btrfs_delete_delayed_dir_index(trans, dir, index);
4310         if (ret) {
4311                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4312                 goto out;
4313         }
4314
4315         btrfs_i_size_write(dir, dir->vfs_inode.i_size - fname.disk_name.len * 2);
4316         inode_inc_iversion(&dir->vfs_inode);
4317         dir->vfs_inode.i_mtime = inode_set_ctime_current(&dir->vfs_inode);
4318         ret = btrfs_update_inode_fallback(trans, dir);
4319         if (ret)
4320                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4321 out:
4322         btrfs_free_path(path);
4323         fscrypt_free_filename(&fname);
4324         return ret;
4325 }
4326
4327 /*
4328  * Helper to check if the subvolume references other subvolumes or if it's
4329  * default.
4330  */
4331 static noinline int may_destroy_subvol(struct btrfs_root *root)
4332 {
4333         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4334         struct btrfs_path *path;
4335         struct btrfs_dir_item *di;
4336         struct btrfs_key key;
4337         struct fscrypt_str name = FSTR_INIT("default", 7);
4338         u64 dir_id;
4339         int ret;
4340
4341         path = btrfs_alloc_path();
4342         if (!path)
4343                 return -ENOMEM;
4344
4345         /* Make sure this root isn't set as the default subvol */
4346         dir_id = btrfs_super_root_dir(fs_info->super_copy);
4347         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, fs_info->tree_root, path,
4348                                    dir_id, &name, 0);
4349         if (di && !IS_ERR(di)) {
4350                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, &key);
4351                 if (key.objectid == root->root_key.objectid) {
4352                         ret = -EPERM;
4353                         btrfs_err(fs_info,
4354                                   "deleting default subvolume %llu is not allowed",
4355                                   key.objectid);
4356                         goto out;
4357                 }
4358                 btrfs_release_path(path);
4359         }
4360
4361         key.objectid = root->root_key.objectid;
4362         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
4363         key.offset = (u64)-1;
4364
4365         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
4366         if (ret < 0)
4367                 goto out;
4368         BUG_ON(ret == 0);
4369
4370         ret = 0;
4371         if (path->slots[0] > 0) {
4372                 path->slots[0]--;
4373                 btrfs_item_key_to_cpu(path->nodes[0], &key, path->slots[0]);
4374                 if (key.objectid == root->root_key.objectid &&
4375                     key.type == BTRFS_ROOT_REF_KEY)
4376                         ret = -ENOTEMPTY;
4377         }
4378 out:
4379         btrfs_free_path(path);
4380         return ret;
4381 }
4382
4383 /* Delete all dentries for inodes belonging to the root */
4384 static void btrfs_prune_dentries(struct btrfs_root *root)
4385 {
4386         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4387         struct rb_node *node;
4388         struct rb_node *prev;
4389         struct btrfs_inode *entry;
4390         struct inode *inode;
4391         u64 objectid = 0;
4392
4393         if (!BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
4394                 WARN_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0);
4395
4396         spin_lock(&root->inode_lock);
4397 again:
4398         node = root->inode_tree.rb_node;
4399         prev = NULL;
4400         while (node) {
4401                 prev = node;
4402                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4403
4404                 if (objectid < btrfs_ino(entry))
4405                         node = node->rb_left;
4406                 else if (objectid > btrfs_ino(entry))
4407                         node = node->rb_right;
4408                 else
4409                         break;
4410         }
4411         if (!node) {
4412                 while (prev) {
4413                         entry = rb_entry(prev, struct btrfs_inode, rb_node);
4414                         if (objectid <= btrfs_ino(entry)) {
4415                                 node = prev;
4416                                 break;
4417                         }
4418                         prev = rb_next(prev);
4419                 }
4420         }
4421         while (node) {
4422                 entry = rb_entry(node, struct btrfs_inode, rb_node);
4423                 objectid = btrfs_ino(entry) + 1;
4424                 inode = igrab(&entry->vfs_inode);
4425                 if (inode) {
4426                         spin_unlock(&root->inode_lock);
4427                         if (atomic_read(&inode->i_count) > 1)
4428                                 d_prune_aliases(inode);
4429                         /*
4430                          * btrfs_drop_inode will have it removed from the inode
4431                          * cache when its usage count hits zero.
4432                          */
4433                         iput(inode);
4434                         cond_resched();
4435                         spin_lock(&root->inode_lock);
4436                         goto again;
4437                 }
4438
4439                 if (cond_resched_lock(&root->inode_lock))
4440                         goto again;
4441
4442                 node = rb_next(node);
4443         }
4444         spin_unlock(&root->inode_lock);
4445 }
4446
4447 int btrfs_delete_subvolume(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry)
4448 {
4449         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dentry->d_sb);
4450         struct btrfs_root *root = dir->root;
4451         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4452         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(inode)->root;
4453         struct btrfs_trans_handle *trans;
4454         struct btrfs_block_rsv block_rsv;
4455         u64 root_flags;
4456         int ret;
4457
4458         /*
4459          * Don't allow to delete a subvolume with send in progress. This is
4460          * inside the inode lock so the error handling that has to drop the bit
4461          * again is not run concurrently.
4462          */
4463         spin_lock(&dest->root_item_lock);
4464         if (dest->send_in_progress) {
4465                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4466                 btrfs_warn(fs_info,
4467                            "attempt to delete subvolume %llu during send",
4468                            dest->root_key.objectid);
4469                 return -EPERM;
4470         }
4471         if (atomic_read(&dest->nr_swapfiles)) {
4472                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4473                 btrfs_warn(fs_info,
4474                            "attempt to delete subvolume %llu with active swapfile",
4475                            root->root_key.objectid);
4476                 return -EPERM;
4477         }
4478         root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4479         btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4480                              root_flags | BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4481         spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4482
4483         down_write(&fs_info->subvol_sem);
4484
4485         ret = may_destroy_subvol(dest);
4486         if (ret)
4487                 goto out_up_write;
4488
4489         btrfs_init_block_rsv(&block_rsv, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
4490         /*
4491          * One for dir inode,
4492          * two for dir entries,
4493          * two for root ref/backref.
4494          */
4495         ret = btrfs_subvolume_reserve_metadata(root, &block_rsv, 5, true);
4496         if (ret)
4497                 goto out_up_write;
4498
4499         trans = btrfs_start_transaction(root, 0);
4500         if (IS_ERR(trans)) {
4501                 ret = PTR_ERR(trans);
4502                 goto out_release;
4503         }
4504         trans->block_rsv = &block_rsv;
4505         trans->bytes_reserved = block_rsv.size;
4506
4507         btrfs_record_snapshot_destroy(trans, dir);
4508
4509         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, dir, dentry);
4510         if (ret) {
4511                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4512                 goto out_end_trans;
4513         }
4514
4515         ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
4516         if (ret) {
4517                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4518                 goto out_end_trans;
4519         }
4520
4521         memset(&dest->root_item.drop_progress, 0,
4522                 sizeof(dest->root_item.drop_progress));
4523         btrfs_set_root_drop_level(&dest->root_item, 0);
4524         btrfs_set_root_refs(&dest->root_item, 0);
4525
4526         if (!test_and_set_bit(BTRFS_ROOT_ORPHAN_ITEM_INSERTED, &dest->state)) {
4527                 ret = btrfs_insert_orphan_item(trans,
4528                                         fs_info->tree_root,
4529                                         dest->root_key.objectid);
4530                 if (ret) {
4531                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4532                         goto out_end_trans;
4533                 }
4534         }
4535
4536         ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans, dest->root_item.uuid,
4537                                   BTRFS_UUID_KEY_SUBVOL,
4538                                   dest->root_key.objectid);
4539         if (ret && ret != -ENOENT) {
4540                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4541                 goto out_end_trans;
4542         }
4543         if (!btrfs_is_empty_uuid(dest->root_item.received_uuid)) {
4544                 ret = btrfs_uuid_tree_remove(trans,
4545                                           dest->root_item.received_uuid,
4546                                           BTRFS_UUID_KEY_RECEIVED_SUBVOL,
4547                                           dest->root_key.objectid);
4548                 if (ret && ret != -ENOENT) {
4549                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4550                         goto out_end_trans;
4551                 }
4552         }
4553
4554         free_anon_bdev(dest->anon_dev);
4555         dest->anon_dev = 0;
4556 out_end_trans:
4557         trans->block_rsv = NULL;
4558         trans->bytes_reserved = 0;
4559         ret = btrfs_end_transaction(trans);
4560         inode->i_flags |= S_DEAD;
4561 out_release:
4562         btrfs_subvolume_release_metadata(root, &block_rsv);
4563 out_up_write:
4564         up_write(&fs_info->subvol_sem);
4565         if (ret) {
4566                 spin_lock(&dest->root_item_lock);
4567                 root_flags = btrfs_root_flags(&dest->root_item);
4568                 btrfs_set_root_flags(&dest->root_item,
4569                                 root_flags & ~BTRFS_ROOT_SUBVOL_DEAD);
4570                 spin_unlock(&dest->root_item_lock);
4571         } else {
4572                 d_invalidate(dentry);
4573                 btrfs_prune_dentries(dest);
4574                 ASSERT(dest->send_in_progress == 0);
4575         }
4576
4577         return ret;
4578 }
4579
4580 static int btrfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
4581 {
4582         struct inode *inode = d_inode(dentry);
4583         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
4584         int err = 0;
4585         struct btrfs_trans_handle *trans;
4586         u64 last_unlink_trans;
4587         struct fscrypt_name fname;
4588
4589         if (inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
4590                 return -ENOTEMPTY;
4591         if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
4592                 if (unlikely(btrfs_fs_incompat(fs_info, EXTENT_TREE_V2))) {
4593                         btrfs_err(fs_info,
4594                         "extent tree v2 doesn't support snapshot deletion yet");
4595                         return -EOPNOTSUPP;
4596                 }
4597                 return btrfs_delete_subvolume(BTRFS_I(dir), dentry);
4598         }
4599
4600         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 1, &fname);
4601         if (err)
4602                 return err;
4603
4604         /* This needs to handle no-key deletions later on */
4605
4606         trans = __unlink_start_trans(BTRFS_I(dir));
4607         if (IS_ERR(trans)) {
4608                 err = PTR_ERR(trans);
4609                 goto out_notrans;
4610         }
4611
4612         if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
4613                 err = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(dir), dentry);
4614                 goto out;
4615         }
4616
4617         err = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
4618         if (err)
4619                 goto out;
4620
4621         last_unlink_trans = BTRFS_I(inode)->last_unlink_trans;
4622
4623         /* now the directory is empty */
4624         err = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(d_inode(dentry)),
4625                                  &fname.disk_name);
4626         if (!err) {
4627                 btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4628                 /*
4629                  * Propagate the last_unlink_trans value of the deleted dir to
4630                  * its parent directory. This is to prevent an unrecoverable
4631                  * log tree in the case we do something like this:
4632                  * 1) create dir foo
4633                  * 2) create snapshot under dir foo
4634                  * 3) delete the snapshot
4635                  * 4) rmdir foo
4636                  * 5) mkdir foo
4637                  * 6) fsync foo or some file inside foo
4638                  */
4639                 if (last_unlink_trans >= trans->transid)
4640                         BTRFS_I(dir)->last_unlink_trans = last_unlink_trans;
4641         }
4642 out:
4643         btrfs_end_transaction(trans);
4644 out_notrans:
4645         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
4646         fscrypt_free_filename(&fname);
4647
4648         return err;
4649 }
4650
4651 /*
4652  * Read, zero a chunk and write a block.
4653  *
4654  * @inode - inode that we're zeroing
4655  * @from - the offset to start zeroing
4656  * @len - the length to zero, 0 to zero the entire range respective to the
4657  *      offset
4658  * @front - zero up to the offset instead of from the offset on
4659  *
4660  * This will find the block for the "from" offset and cow the block and zero the
4661  * part we want to zero.  This is used with truncate and hole punching.
4662  */
4663 int btrfs_truncate_block(struct btrfs_inode *inode, loff_t from, loff_t len,
4664                          int front)
4665 {
4666         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
4667         struct address_space *mapping = inode->vfs_inode.i_mapping;
4668         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4669         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
4670         struct extent_state *cached_state = NULL;
4671         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
4672         bool only_release_metadata = false;
4673         u32 blocksize = fs_info->sectorsize;
4674         pgoff_t index = from >> PAGE_SHIFT;
4675         unsigned offset = from & (blocksize - 1);
4676         struct page *page;
4677         gfp_t mask = btrfs_alloc_write_mask(mapping);
4678         size_t write_bytes = blocksize;
4679         int ret = 0;
4680         u64 block_start;
4681         u64 block_end;
4682
4683         if (IS_ALIGNED(offset, blocksize) &&
4684             (!len || IS_ALIGNED(len, blocksize)))
4685                 goto out;
4686
4687         block_start = round_down(from, blocksize);
4688         block_end = block_start + blocksize - 1;
4689
4690         ret = btrfs_check_data_free_space(inode, &data_reserved, block_start,
4691                                           blocksize, false);
4692         if (ret < 0) {
4693                 if (btrfs_check_nocow_lock(inode, block_start, &write_bytes, false) > 0) {
4694                         /* For nocow case, no need to reserve data space */
4695                         only_release_metadata = true;
4696                 } else {
4697                         goto out;
4698                 }
4699         }
4700         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, blocksize, blocksize, false);
4701         if (ret < 0) {
4702                 if (!only_release_metadata)
4703                         btrfs_free_reserved_data_space(inode, data_reserved,
4704                                                        block_start, blocksize);
4705                 goto out;
4706         }
4707 again:
4708         page = find_or_create_page(mapping, index, mask);
4709         if (!page) {
4710                 btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved, block_start,
4711                                              blocksize, true);
4712                 btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4713                 ret = -ENOMEM;
4714                 goto out;
4715         }
4716
4717         if (!PageUptodate(page)) {
4718                 ret = btrfs_read_folio(NULL, page_folio(page));
4719                 lock_page(page);
4720                 if (page->mapping != mapping) {
4721                         unlock_page(page);
4722                         put_page(page);
4723                         goto again;
4724                 }
4725                 if (!PageUptodate(page)) {
4726                         ret = -EIO;
4727                         goto out_unlock;
4728                 }
4729         }
4730
4731         /*
4732          * We unlock the page after the io is completed and then re-lock it
4733          * above.  release_folio() could have come in between that and cleared
4734          * PagePrivate(), but left the page in the mapping.  Set the page mapped
4735          * here to make sure it's properly set for the subpage stuff.
4736          */
4737         ret = set_page_extent_mapped(page);
4738         if (ret < 0)
4739                 goto out_unlock;
4740
4741         wait_on_page_writeback(page);
4742
4743         lock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4744
4745         ordered = btrfs_lookup_ordered_extent(inode, block_start);
4746         if (ordered) {
4747                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4748                 unlock_page(page);
4749                 put_page(page);
4750                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
4751                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
4752                 goto again;
4753         }
4754
4755         clear_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4756                          EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG,
4757                          &cached_state);
4758
4759         ret = btrfs_set_extent_delalloc(inode, block_start, block_end, 0,
4760                                         &cached_state);
4761         if (ret) {
4762                 unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4763                 goto out_unlock;
4764         }
4765
4766         if (offset != blocksize) {
4767                 if (!len)
4768                         len = blocksize - offset;
4769                 if (front)
4770                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)),
4771                                      offset);
4772                 else
4773                         memzero_page(page, (block_start - page_offset(page)) + offset,
4774                                      len);
4775         }
4776         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, block_start,
4777                                  block_end + 1 - block_start);
4778         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, block_start, block_end + 1 - block_start);
4779         unlock_extent(io_tree, block_start, block_end, &cached_state);
4780
4781         if (only_release_metadata)
4782                 set_extent_bit(&inode->io_tree, block_start, block_end,
4783                                EXTENT_NORESERVE, NULL);
4784
4785 out_unlock:
4786         if (ret) {
4787                 if (only_release_metadata)
4788                         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, blocksize, true);
4789                 else
4790                         btrfs_delalloc_release_space(inode, data_reserved,
4791                                         block_start, blocksize, true);
4792         }
4793         btrfs_delalloc_release_extents(inode, blocksize);
4794         unlock_page(page);
4795         put_page(page);
4796 out:
4797         if (only_release_metadata)
4798                 btrfs_check_nocow_unlock(inode);
4799         extent_changeset_free(data_reserved);
4800         return ret;
4801 }
4802
4803 static int maybe_insert_hole(struct btrfs_root *root, struct btrfs_inode *inode,
4804                              u64 offset, u64 len)
4805 {
4806         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4807         struct btrfs_trans_handle *trans;
4808         struct btrfs_drop_extents_args drop_args = { 0 };
4809         int ret;
4810
4811         /*
4812          * If NO_HOLES is enabled, we don't need to do anything.
4813          * Later, up in the call chain, either btrfs_set_inode_last_sub_trans()
4814          * or btrfs_update_inode() will be called, which guarantee that the next
4815          * fsync will know this inode was changed and needs to be logged.
4816          */
4817         if (btrfs_fs_incompat(fs_info, NO_HOLES))
4818                 return 0;
4819
4820         /*
4821          * 1 - for the one we're dropping
4822          * 1 - for the one we're adding
4823          * 1 - for updating the inode.
4824          */
4825         trans = btrfs_start_transaction(root, 3);
4826         if (IS_ERR(trans))
4827                 return PTR_ERR(trans);
4828
4829         drop_args.start = offset;
4830         drop_args.end = offset + len;
4831         drop_args.drop_cache = true;
4832
4833         ret = btrfs_drop_extents(trans, root, inode, &drop_args);
4834         if (ret) {
4835                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4836                 btrfs_end_transaction(trans);
4837                 return ret;
4838         }
4839
4840         ret = btrfs_insert_hole_extent(trans, root, btrfs_ino(inode), offset, len);
4841         if (ret) {
4842                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
4843         } else {
4844                 btrfs_update_inode_bytes(inode, 0, drop_args.bytes_found);
4845                 btrfs_update_inode(trans, inode);
4846         }
4847         btrfs_end_transaction(trans);
4848         return ret;
4849 }
4850
4851 /*
4852  * This function puts in dummy file extents for the area we're creating a hole
4853  * for.  So if we are truncating this file to a larger size we need to insert
4854  * these file extents so that btrfs_get_extent will return a EXTENT_MAP_HOLE for
4855  * the range between oldsize and size
4856  */
4857 int btrfs_cont_expand(struct btrfs_inode *inode, loff_t oldsize, loff_t size)
4858 {
4859         struct btrfs_root *root = inode->root;
4860         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
4861         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
4862         struct extent_map *em = NULL;
4863         struct extent_state *cached_state = NULL;
4864         u64 hole_start = ALIGN(oldsize, fs_info->sectorsize);
4865         u64 block_end = ALIGN(size, fs_info->sectorsize);
4866         u64 last_byte;
4867         u64 cur_offset;
4868         u64 hole_size;
4869         int err = 0;
4870
4871         /*
4872          * If our size started in the middle of a block we need to zero out the
4873          * rest of the block before we expand the i_size, otherwise we could
4874          * expose stale data.
4875          */
4876         err = btrfs_truncate_block(inode, oldsize, 0, 0);
4877         if (err)
4878                 return err;
4879
4880         if (size <= hole_start)
4881                 return 0;
4882
4883         btrfs_lock_and_flush_ordered_range(inode, hole_start, block_end - 1,
4884                                            &cached_state);
4885         cur_offset = hole_start;
4886         while (1) {
4887                 em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, cur_offset,
4888                                       block_end - cur_offset);
4889                 if (IS_ERR(em)) {
4890                         err = PTR_ERR(em);
4891                         em = NULL;
4892                         break;
4893                 }
4894                 last_byte = min(extent_map_end(em), block_end);
4895                 last_byte = ALIGN(last_byte, fs_info->sectorsize);
4896                 hole_size = last_byte - cur_offset;
4897
4898                 if (!test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
4899                         struct extent_map *hole_em;
4900
4901                         err = maybe_insert_hole(root, inode, cur_offset,
4902                                                 hole_size);
4903                         if (err)
4904                                 break;
4905
4906                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4907                                                         cur_offset, hole_size);
4908                         if (err)
4909                                 break;
4910
4911                         hole_em = alloc_extent_map();
4912                         if (!hole_em) {
4913                                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, cur_offset,
4914                                                     cur_offset + hole_size - 1,
4915                                                     false);
4916                                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
4917                                 goto next;
4918                         }
4919                         hole_em->start = cur_offset;
4920                         hole_em->len = hole_size;
4921                         hole_em->orig_start = cur_offset;
4922
4923                         hole_em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
4924                         hole_em->block_len = 0;
4925                         hole_em->orig_block_len = 0;
4926                         hole_em->ram_bytes = hole_size;
4927                         hole_em->compress_type = BTRFS_COMPRESS_NONE;
4928                         hole_em->generation = fs_info->generation;
4929
4930                         err = btrfs_replace_extent_map_range(inode, hole_em, true);
4931                         free_extent_map(hole_em);
4932                 } else {
4933                         err = btrfs_inode_set_file_extent_range(inode,
4934                                                         cur_offset, hole_size);
4935                         if (err)
4936                                 break;
4937                 }
4938 next:
4939                 free_extent_map(em);
4940                 em = NULL;
4941                 cur_offset = last_byte;
4942                 if (cur_offset >= block_end)
4943                         break;
4944         }
4945         free_extent_map(em);
4946         unlock_extent(io_tree, hole_start, block_end - 1, &cached_state);
4947         return err;
4948 }
4949
4950 static int btrfs_setsize(struct inode *inode, struct iattr *attr)
4951 {
4952         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
4953         struct btrfs_trans_handle *trans;
4954         loff_t oldsize = i_size_read(inode);
4955         loff_t newsize = attr->ia_size;
4956         int mask = attr->ia_valid;
4957         int ret;
4958
4959         /*
4960          * The regular truncate() case without ATTR_CTIME and ATTR_MTIME is a
4961          * special case where we need to update the times despite not having
4962          * these flags set.  For all other operations the VFS set these flags
4963          * explicitly if it wants a timestamp update.
4964          */
4965         if (newsize != oldsize) {
4966                 inode_inc_iversion(inode);
4967                 if (!(mask & (ATTR_CTIME | ATTR_MTIME))) {
4968                         inode->i_mtime = inode_set_ctime_current(inode);
4969                 }
4970         }
4971
4972         if (newsize > oldsize) {
4973                 /*
4974                  * Don't do an expanding truncate while snapshotting is ongoing.
4975                  * This is to ensure the snapshot captures a fully consistent
4976                  * state of this file - if the snapshot captures this expanding
4977                  * truncation, it must capture all writes that happened before
4978                  * this truncation.
4979                  */
4980                 btrfs_drew_write_lock(&root->snapshot_lock);
4981                 ret = btrfs_cont_expand(BTRFS_I(inode), oldsize, newsize);
4982                 if (ret) {
4983                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4984                         return ret;
4985                 }
4986
4987                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
4988                 if (IS_ERR(trans)) {
4989                         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4990                         return PTR_ERR(trans);
4991                 }
4992
4993                 i_size_write(inode, newsize);
4994                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
4995                 pagecache_isize_extended(inode, oldsize, newsize);
4996                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
4997                 btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
4998                 btrfs_end_transaction(trans);
4999         } else {
5000                 struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5001
5002                 if (btrfs_is_zoned(fs_info)) {
5003                         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode,
5004                                         ALIGN(newsize, fs_info->sectorsize),
5005                                         (u64)-1);
5006                         if (ret)
5007                                 return ret;
5008                 }
5009
5010                 /*
5011                  * We're truncating a file that used to have good data down to
5012                  * zero. Make sure any new writes to the file get on disk
5013                  * on close.
5014                  */
5015                 if (newsize == 0)
5016                         set_bit(BTRFS_INODE_FLUSH_ON_CLOSE,
5017                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5018
5019                 truncate_setsize(inode, newsize);
5020
5021                 inode_dio_wait(inode);
5022
5023                 ret = btrfs_truncate(BTRFS_I(inode), newsize == oldsize);
5024                 if (ret && inode->i_nlink) {
5025                         int err;
5026
5027                         /*
5028                          * Truncate failed, so fix up the in-memory size. We
5029                          * adjusted disk_i_size down as we removed extents, so
5030                          * wait for disk_i_size to be stable and then update the
5031                          * in-memory size to match.
5032                          */
5033                         err = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
5034                         if (err)
5035                                 return err;
5036                         i_size_write(inode, BTRFS_I(inode)->disk_i_size);
5037                 }
5038         }
5039
5040         return ret;
5041 }
5042
5043 static int btrfs_setattr(struct mnt_idmap *idmap, struct dentry *dentry,
5044                          struct iattr *attr)
5045 {
5046         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5047         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5048         int err;
5049
5050         if (btrfs_root_readonly(root))
5051                 return -EROFS;
5052
5053         err = setattr_prepare(idmap, dentry, attr);
5054         if (err)
5055                 return err;
5056
5057         if (S_ISREG(inode->i_mode) && (attr->ia_valid & ATTR_SIZE)) {
5058                 err = btrfs_setsize(inode, attr);
5059                 if (err)
5060                         return err;
5061         }
5062
5063         if (attr->ia_valid) {
5064                 setattr_copy(idmap, inode, attr);
5065                 inode_inc_iversion(inode);
5066                 err = btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode));
5067
5068                 if (!err && attr->ia_valid & ATTR_MODE)
5069                         err = posix_acl_chmod(idmap, dentry, inode->i_mode);
5070         }
5071
5072         return err;
5073 }
5074
5075 /*
5076  * While truncating the inode pages during eviction, we get the VFS
5077  * calling btrfs_invalidate_folio() against each folio of the inode. This
5078  * is slow because the calls to btrfs_invalidate_folio() result in a
5079  * huge amount of calls to lock_extent() and clear_extent_bit(),
5080  * which keep merging and splitting extent_state structures over and over,
5081  * wasting lots of time.
5082  *
5083  * Therefore if the inode is being evicted, let btrfs_invalidate_folio()
5084  * skip all those expensive operations on a per folio basis and do only
5085  * the ordered io finishing, while we release here the extent_map and
5086  * extent_state structures, without the excessive merging and splitting.
5087  */
5088 static void evict_inode_truncate_pages(struct inode *inode)
5089 {
5090         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
5091         struct rb_node *node;
5092
5093         ASSERT(inode->i_state & I_FREEING);
5094         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
5095
5096         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
5097
5098         /*
5099          * Keep looping until we have no more ranges in the io tree.
5100          * We can have ongoing bios started by readahead that have
5101          * their endio callback (extent_io.c:end_bio_extent_readpage)
5102          * still in progress (unlocked the pages in the bio but did not yet
5103          * unlocked the ranges in the io tree). Therefore this means some
5104          * ranges can still be locked and eviction started because before
5105          * submitting those bios, which are executed by a separate task (work
5106          * queue kthread), inode references (inode->i_count) were not taken
5107          * (which would be dropped in the end io callback of each bio).
5108          * Therefore here we effectively end up waiting for those bios and
5109          * anyone else holding locked ranges without having bumped the inode's
5110          * reference count - if we don't do it, when they access the inode's
5111          * io_tree to unlock a range it may be too late, leading to an
5112          * use-after-free issue.
5113          */
5114         spin_lock(&io_tree->lock);
5115         while (!RB_EMPTY_ROOT(&io_tree->state)) {
5116                 struct extent_state *state;
5117                 struct extent_state *cached_state = NULL;
5118                 u64 start;
5119                 u64 end;
5120                 unsigned state_flags;
5121
5122                 node = rb_first(&io_tree->state);
5123                 state = rb_entry(node, struct extent_state, rb_node);
5124                 start = state->start;
5125                 end = state->end;
5126                 state_flags = state->state;
5127                 spin_unlock(&io_tree->lock);
5128
5129                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
5130
5131                 /*
5132                  * If still has DELALLOC flag, the extent didn't reach disk,
5133                  * and its reserved space won't be freed by delayed_ref.
5134                  * So we need to free its reserved space here.
5135                  * (Refer to comment in btrfs_invalidate_folio, case 2)
5136                  *
5137                  * Note, end is the bytenr of last byte, so we need + 1 here.
5138                  */
5139                 if (state_flags & EXTENT_DELALLOC)
5140                         btrfs_qgroup_free_data(BTRFS_I(inode), NULL, start,
5141                                                end - start + 1);
5142
5143                 clear_extent_bit(io_tree, start, end,
5144                                  EXTENT_CLEAR_ALL_BITS | EXTENT_DO_ACCOUNTING,
5145                                  &cached_state);
5146
5147                 cond_resched();
5148                 spin_lock(&io_tree->lock);
5149         }
5150         spin_unlock(&io_tree->lock);
5151 }
5152
5153 static struct btrfs_trans_handle *evict_refill_and_join(struct btrfs_root *root,
5154                                                         struct btrfs_block_rsv *rsv)
5155 {
5156         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
5157         struct btrfs_trans_handle *trans;
5158         u64 delayed_refs_extra = btrfs_calc_delayed_ref_bytes(fs_info, 1);
5159         int ret;
5160
5161         /*
5162          * Eviction should be taking place at some place safe because of our
5163          * delayed iputs.  However the normal flushing code will run delayed
5164          * iputs, so we cannot use FLUSH_ALL otherwise we'll deadlock.
5165          *
5166          * We reserve the delayed_refs_extra here again because we can't use
5167          * btrfs_start_transaction(root, 0) for the same deadlocky reason as
5168          * above.  We reserve our extra bit here because we generate a ton of
5169          * delayed refs activity by truncating.
5170          *
5171          * BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT will steal from the global_rsv if it can,
5172          * if we fail to make this reservation we can re-try without the
5173          * delayed_refs_extra so we can make some forward progress.
5174          */
5175         ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size + delayed_refs_extra,
5176                                      BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5177         if (ret) {
5178                 ret = btrfs_block_rsv_refill(fs_info, rsv, rsv->size,
5179                                              BTRFS_RESERVE_FLUSH_EVICT);
5180                 if (ret) {
5181                         btrfs_warn(fs_info,
5182                                    "could not allocate space for delete; will truncate on mount");
5183                         return ERR_PTR(-ENOSPC);
5184                 }
5185                 delayed_refs_extra = 0;
5186         }
5187
5188         trans = btrfs_join_transaction(root);
5189         if (IS_ERR(trans))
5190                 return trans;
5191
5192         if (delayed_refs_extra) {
5193                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5194                 trans->bytes_reserved = delayed_refs_extra;
5195                 btrfs_block_rsv_migrate(rsv, trans->block_rsv,
5196                                         delayed_refs_extra, true);
5197         }
5198         return trans;
5199 }
5200
5201 void btrfs_evict_inode(struct inode *inode)
5202 {
5203         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
5204         struct btrfs_trans_handle *trans;
5205         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5206         struct btrfs_block_rsv *rsv = NULL;
5207         int ret;
5208
5209         trace_btrfs_inode_evict(inode);
5210
5211         if (!root) {
5212                 fsverity_cleanup_inode(inode);
5213                 clear_inode(inode);
5214                 return;
5215         }
5216
5217         evict_inode_truncate_pages(inode);
5218
5219         if (inode->i_nlink &&
5220             ((btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5221               root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID) ||
5222              btrfs_is_free_space_inode(BTRFS_I(inode))))
5223                 goto out;
5224
5225         if (is_bad_inode(inode))
5226                 goto out;
5227
5228         if (test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &fs_info->flags))
5229                 goto out;
5230
5231         if (inode->i_nlink > 0) {
5232                 BUG_ON(btrfs_root_refs(&root->root_item) != 0 &&
5233                        root->root_key.objectid != BTRFS_ROOT_TREE_OBJECTID);
5234                 goto out;
5235         }
5236
5237         /*
5238          * This makes sure the inode item in tree is uptodate and the space for
5239          * the inode update is released.
5240          */
5241         ret = btrfs_commit_inode_delayed_inode(BTRFS_I(inode));
5242         if (ret)
5243                 goto out;
5244
5245         /*
5246          * This drops any pending insert or delete operations we have for this
5247          * inode.  We could have a delayed dir index deletion queued up, but
5248          * we're removing the inode completely so that'll be taken care of in
5249          * the truncate.
5250          */
5251         btrfs_kill_delayed_inode_items(BTRFS_I(inode));
5252
5253         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
5254         if (!rsv)
5255                 goto out;
5256         rsv->size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
5257         rsv->failfast = true;
5258
5259         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
5260
5261         while (1) {
5262                 struct btrfs_truncate_control control = {
5263                         .inode = BTRFS_I(inode),
5264                         .ino = btrfs_ino(BTRFS_I(inode)),
5265                         .new_size = 0,
5266                         .min_type = 0,
5267                 };
5268
5269                 trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5270                 if (IS_ERR(trans))
5271                         goto out;
5272
5273                 trans->block_rsv = rsv;
5274
5275                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
5276                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5277                 btrfs_end_transaction(trans);
5278                 /*
5279                  * We have not added new delayed items for our inode after we
5280                  * have flushed its delayed items, so no need to throttle on
5281                  * delayed items. However we have modified extent buffers.
5282                  */
5283                 btrfs_btree_balance_dirty_nodelay(fs_info);
5284                 if (ret && ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
5285                         goto out;
5286                 else if (!ret)
5287                         break;
5288         }
5289
5290         /*
5291          * Errors here aren't a big deal, it just means we leave orphan items in
5292          * the tree. They will be cleaned up on the next mount. If the inode
5293          * number gets reused, cleanup deletes the orphan item without doing
5294          * anything, and unlink reuses the existing orphan item.
5295          *
5296          * If it turns out that we are dropping too many of these, we might want
5297          * to add a mechanism for retrying these after a commit.
5298          */
5299         trans = evict_refill_and_join(root, rsv);
5300         if (!IS_ERR(trans)) {
5301                 trans->block_rsv = rsv;
5302                 btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
5303                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
5304                 btrfs_end_transaction(trans);
5305         }
5306
5307 out:
5308         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
5309         /*
5310          * If we didn't successfully delete, the orphan item will still be in
5311          * the tree and we'll retry on the next mount. Again, we might also want
5312          * to retry these periodically in the future.
5313          */
5314         btrfs_remove_delayed_node(BTRFS_I(inode));
5315         fsverity_cleanup_inode(inode);
5316         clear_inode(inode);
5317 }
5318
5319 /*
5320  * Return the key found in the dir entry in the location pointer, fill @type
5321  * with BTRFS_FT_*, and return 0.
5322  *
5323  * If no dir entries were found, returns -ENOENT.
5324  * If found a corrupted location in dir entry, returns -EUCLEAN.
5325  */
5326 static int btrfs_inode_by_name(struct btrfs_inode *dir, struct dentry *dentry,
5327                                struct btrfs_key *location, u8 *type)
5328 {
5329         struct btrfs_dir_item *di;
5330         struct btrfs_path *path;
5331         struct btrfs_root *root = dir->root;
5332         int ret = 0;
5333         struct fscrypt_name fname;
5334
5335         path = btrfs_alloc_path();
5336         if (!path)
5337                 return -ENOMEM;
5338
5339         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 1, &fname);
5340         if (ret < 0)
5341                 goto out;
5342         /*
5343          * fscrypt_setup_filename() should never return a positive value, but
5344          * gcc on sparc/parisc thinks it can, so assert that doesn't happen.
5345          */
5346         ASSERT(ret == 0);
5347
5348         /* This needs to handle no-key deletions later on */
5349
5350         di = btrfs_lookup_dir_item(NULL, root, path, btrfs_ino(dir),
5351                                    &fname.disk_name, 0);
5352         if (IS_ERR_OR_NULL(di)) {
5353                 ret = di ? PTR_ERR(di) : -ENOENT;
5354                 goto out;
5355         }
5356
5357         btrfs_dir_item_key_to_cpu(path->nodes[0], di, location);
5358         if (location->type != BTRFS_INODE_ITEM_KEY &&
5359             location->type != BTRFS_ROOT_ITEM_KEY) {
5360                 ret = -EUCLEAN;
5361                 btrfs_warn(root->fs_info,
5362 "%s gets something invalid in DIR_ITEM (name %s, directory ino %llu, location(%llu %u %llu))",
5363                            __func__, fname.disk_name.name, btrfs_ino(dir),
5364                            location->objectid, location->type, location->offset);
5365         }
5366         if (!ret)
5367                 *type = btrfs_dir_ftype(path->nodes[0], di);
5368 out:
5369         fscrypt_free_filename(&fname);
5370         btrfs_free_path(path);
5371         return ret;
5372 }
5373
5374 /*
5375  * when we hit a tree root in a directory, the btrfs part of the inode
5376  * needs to be changed to reflect the root directory of the tree root.  This
5377  * is kind of like crossing a mount point.
5378  */
5379 static int fixup_tree_root_location(struct btrfs_fs_info *fs_info,
5380                                     struct btrfs_inode *dir,
5381                                     struct dentry *dentry,
5382                                     struct btrfs_key *location,
5383                                     struct btrfs_root **sub_root)
5384 {
5385         struct btrfs_path *path;
5386         struct btrfs_root *new_root;
5387         struct btrfs_root_ref *ref;
5388         struct extent_buffer *leaf;
5389         struct btrfs_key key;
5390         int ret;
5391         int err = 0;
5392         struct fscrypt_name fname;
5393
5394         ret = fscrypt_setup_filename(&dir->vfs_inode, &dentry->d_name, 0, &fname);
5395         if (ret)
5396                 return ret;
5397
5398         path = btrfs_alloc_path();
5399         if (!path) {
5400                 err = -ENOMEM;
5401                 goto out;
5402         }
5403
5404         err = -ENOENT;
5405         key.objectid = dir->root->root_key.objectid;
5406         key.type = BTRFS_ROOT_REF_KEY;
5407         key.offset = location->objectid;
5408
5409         ret = btrfs_search_slot(NULL, fs_info->tree_root, &key, path, 0, 0);
5410         if (ret) {
5411                 if (ret < 0)
5412                         err = ret;
5413                 goto out;
5414         }
5415
5416         leaf = path->nodes[0];
5417         ref = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_root_ref);
5418         if (btrfs_root_ref_dirid(leaf, ref) != btrfs_ino(dir) ||
5419             btrfs_root_ref_name_len(leaf, ref) != fname.disk_name.len)
5420                 goto out;
5421
5422         ret = memcmp_extent_buffer(leaf, fname.disk_name.name,
5423                                    (unsigned long)(ref + 1), fname.disk_name.len);
5424         if (ret)
5425                 goto out;
5426
5427         btrfs_release_path(path);
5428
5429         new_root = btrfs_get_fs_root(fs_info, location->objectid, true);
5430         if (IS_ERR(new_root)) {
5431                 err = PTR_ERR(new_root);
5432                 goto out;
5433         }
5434
5435         *sub_root = new_root;
5436         location->objectid = btrfs_root_dirid(&new_root->root_item);
5437         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5438         location->offset = 0;
5439         err = 0;
5440 out:
5441         btrfs_free_path(path);
5442         fscrypt_free_filename(&fname);
5443         return err;
5444 }
5445
5446 static void inode_tree_add(struct btrfs_inode *inode)
5447 {
5448         struct btrfs_root *root = inode->root;
5449         struct btrfs_inode *entry;
5450         struct rb_node **p;
5451         struct rb_node *parent;
5452         struct rb_node *new = &inode->rb_node;
5453         u64 ino = btrfs_ino(inode);
5454
5455         if (inode_unhashed(&inode->vfs_inode))
5456                 return;
5457         parent = NULL;
5458         spin_lock(&root->inode_lock);
5459         p = &root->inode_tree.rb_node;
5460         while (*p) {
5461                 parent = *p;
5462                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_inode, rb_node);
5463
5464                 if (ino < btrfs_ino(entry))
5465                         p = &parent->rb_left;
5466                 else if (ino > btrfs_ino(entry))
5467                         p = &parent->rb_right;
5468                 else {
5469                         WARN_ON(!(entry->vfs_inode.i_state &
5470                                   (I_WILL_FREE | I_FREEING)));
5471                         rb_replace_node(parent, new, &root->inode_tree);
5472                         RB_CLEAR_NODE(parent);
5473                         spin_unlock(&root->inode_lock);
5474                         return;
5475                 }
5476         }
5477         rb_link_node(new, parent, p);
5478         rb_insert_color(new, &root->inode_tree);
5479         spin_unlock(&root->inode_lock);
5480 }
5481
5482 static void inode_tree_del(struct btrfs_inode *inode)
5483 {
5484         struct btrfs_root *root = inode->root;
5485         int empty = 0;
5486
5487         spin_lock(&root->inode_lock);
5488         if (!RB_EMPTY_NODE(&inode->rb_node)) {
5489                 rb_erase(&inode->rb_node, &root->inode_tree);
5490                 RB_CLEAR_NODE(&inode->rb_node);
5491                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5492         }
5493         spin_unlock(&root->inode_lock);
5494
5495         if (empty && btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0) {
5496                 spin_lock(&root->inode_lock);
5497                 empty = RB_EMPTY_ROOT(&root->inode_tree);
5498                 spin_unlock(&root->inode_lock);
5499                 if (empty)
5500                         btrfs_add_dead_root(root);
5501         }
5502 }
5503
5504
5505 static int btrfs_init_locked_inode(struct inode *inode, void *p)
5506 {
5507         struct btrfs_iget_args *args = p;
5508
5509         inode->i_ino = args->ino;
5510         BTRFS_I(inode)->location.objectid = args->ino;
5511         BTRFS_I(inode)->location.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
5512         BTRFS_I(inode)->location.offset = 0;
5513         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(args->root);
5514         BUG_ON(args->root && !BTRFS_I(inode)->root);
5515
5516         if (args->root && args->root == args->root->fs_info->tree_root &&
5517             args->ino != BTRFS_BTREE_INODE_OBJECTID)
5518                 set_bit(BTRFS_INODE_FREE_SPACE_INODE,
5519                         &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5520         return 0;
5521 }
5522
5523 static int btrfs_find_actor(struct inode *inode, void *opaque)
5524 {
5525         struct btrfs_iget_args *args = opaque;
5526
5527         return args->ino == BTRFS_I(inode)->location.objectid &&
5528                 args->root == BTRFS_I(inode)->root;
5529 }
5530
5531 static struct inode *btrfs_iget_locked(struct super_block *s, u64 ino,
5532                                        struct btrfs_root *root)
5533 {
5534         struct inode *inode;
5535         struct btrfs_iget_args args;
5536         unsigned long hashval = btrfs_inode_hash(ino, root);
5537
5538         args.ino = ino;
5539         args.root = root;
5540
5541         inode = iget5_locked(s, hashval, btrfs_find_actor,
5542                              btrfs_init_locked_inode,
5543                              (void *)&args);
5544         return inode;
5545 }
5546
5547 /*
5548  * Get an inode object given its inode number and corresponding root.
5549  * Path can be preallocated to prevent recursing back to iget through
5550  * allocator. NULL is also valid but may require an additional allocation
5551  * later.
5552  */
5553 struct inode *btrfs_iget_path(struct super_block *s, u64 ino,
5554                               struct btrfs_root *root, struct btrfs_path *path)
5555 {
5556         struct inode *inode;
5557
5558         inode = btrfs_iget_locked(s, ino, root);
5559         if (!inode)
5560                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5561
5562         if (inode->i_state & I_NEW) {
5563                 int ret;
5564
5565                 ret = btrfs_read_locked_inode(inode, path);
5566                 if (!ret) {
5567                         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
5568                         unlock_new_inode(inode);
5569                 } else {
5570                         iget_failed(inode);
5571                         /*
5572                          * ret > 0 can come from btrfs_search_slot called by
5573                          * btrfs_read_locked_inode, this means the inode item
5574                          * was not found.
5575                          */
5576                         if (ret > 0)
5577                                 ret = -ENOENT;
5578                         inode = ERR_PTR(ret);
5579                 }
5580         }
5581
5582         return inode;
5583 }
5584
5585 struct inode *btrfs_iget(struct super_block *s, u64 ino, struct btrfs_root *root)
5586 {
5587         return btrfs_iget_path(s, ino, root, NULL);
5588 }
5589
5590 static struct inode *new_simple_dir(struct inode *dir,
5591                                     struct btrfs_key *key,
5592                                     struct btrfs_root *root)
5593 {
5594         struct inode *inode = new_inode(dir->i_sb);
5595
5596         if (!inode)
5597                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
5598
5599         BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(root);
5600         memcpy(&BTRFS_I(inode)->location, key, sizeof(*key));
5601         set_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
5602
5603         inode->i_ino = BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID;
5604         /*
5605          * We only need lookup, the rest is read-only and there's no inode
5606          * associated with the dentry
5607          */
5608         inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
5609         inode->i_opflags &= ~IOP_XATTR;
5610         inode->i_fop = &simple_dir_operations;
5611         inode->i_mode = S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO;
5612         inode->i_mtime = inode_set_ctime_current(inode);
5613         inode->i_atime = dir->i_atime;
5614         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
5615         inode->i_uid = dir->i_uid;
5616         inode->i_gid = dir->i_gid;
5617
5618         return inode;
5619 }
5620
5621 static_assert(BTRFS_FT_UNKNOWN == FT_UNKNOWN);
5622 static_assert(BTRFS_FT_REG_FILE == FT_REG_FILE);
5623 static_assert(BTRFS_FT_DIR == FT_DIR);
5624 static_assert(BTRFS_FT_CHRDEV == FT_CHRDEV);
5625 static_assert(BTRFS_FT_BLKDEV == FT_BLKDEV);
5626 static_assert(BTRFS_FT_FIFO == FT_FIFO);
5627 static_assert(BTRFS_FT_SOCK == FT_SOCK);
5628 static_assert(BTRFS_FT_SYMLINK == FT_SYMLINK);
5629
5630 static inline u8 btrfs_inode_type(struct inode *inode)
5631 {
5632         return fs_umode_to_ftype(inode->i_mode);
5633 }
5634
5635 struct inode *btrfs_lookup_dentry(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
5636 {
5637         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
5638         struct inode *inode;
5639         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
5640         struct btrfs_root *sub_root = root;
5641         struct btrfs_key location;
5642         u8 di_type = 0;
5643         int ret = 0;
5644
5645         if (dentry->d_name.len > BTRFS_NAME_LEN)
5646                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
5647
5648         ret = btrfs_inode_by_name(BTRFS_I(dir), dentry, &location, &di_type);
5649         if (ret < 0)
5650                 return ERR_PTR(ret);
5651
5652         if (location.type == BTRFS_INODE_ITEM_KEY) {
5653                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, root);
5654                 if (IS_ERR(inode))
5655                         return inode;
5656
5657                 /* Do extra check against inode mode with di_type */
5658                 if (btrfs_inode_type(inode) != di_type) {
5659                         btrfs_crit(fs_info,
5660 "inode mode mismatch with dir: inode mode=0%o btrfs type=%u dir type=%u",
5661                                   inode->i_mode, btrfs_inode_type(inode),
5662                                   di_type);
5663                         iput(inode);
5664                         return ERR_PTR(-EUCLEAN);
5665                 }
5666                 return inode;
5667         }
5668
5669         ret = fixup_tree_root_location(fs_info, BTRFS_I(dir), dentry,
5670                                        &location, &sub_root);
5671         if (ret < 0) {
5672                 if (ret != -ENOENT)
5673                         inode = ERR_PTR(ret);
5674                 else
5675                         inode = new_simple_dir(dir, &location, root);
5676         } else {
5677                 inode = btrfs_iget(dir->i_sb, location.objectid, sub_root);
5678                 btrfs_put_root(sub_root);
5679
5680                 if (IS_ERR(inode))
5681                         return inode;
5682
5683                 down_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5684                 if (!sb_rdonly(inode->i_sb))
5685                         ret = btrfs_orphan_cleanup(sub_root);
5686                 up_read(&fs_info->cleanup_work_sem);
5687                 if (ret) {
5688                         iput(inode);
5689                         inode = ERR_PTR(ret);
5690                 }
5691         }
5692
5693         return inode;
5694 }
5695
5696 static int btrfs_dentry_delete(const struct dentry *dentry)
5697 {
5698         struct btrfs_root *root;
5699         struct inode *inode = d_inode(dentry);
5700
5701         if (!inode && !IS_ROOT(dentry))
5702                 inode = d_inode(dentry->d_parent);
5703
5704         if (inode) {
5705                 root = BTRFS_I(inode)->root;
5706                 if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
5707                         return 1;
5708
5709                 if (btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
5710                         return 1;
5711         }
5712         return 0;
5713 }
5714
5715 static struct dentry *btrfs_lookup(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
5716                                    unsigned int flags)
5717 {
5718         struct inode *inode = btrfs_lookup_dentry(dir, dentry);
5719
5720         if (inode == ERR_PTR(-ENOENT))
5721                 inode = NULL;
5722         return d_splice_alias(inode, dentry);
5723 }
5724
5725 /*
5726  * Find the highest existing sequence number in a directory and then set the
5727  * in-memory index_cnt variable to the first free sequence number.
5728  */
5729 static int btrfs_set_inode_index_count(struct btrfs_inode *inode)
5730 {
5731         struct btrfs_root *root = inode->root;
5732         struct btrfs_key key, found_key;
5733         struct btrfs_path *path;
5734         struct extent_buffer *leaf;
5735         int ret;
5736
5737         key.objectid = btrfs_ino(inode);
5738         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5739         key.offset = (u64)-1;
5740
5741         path = btrfs_alloc_path();
5742         if (!path)
5743                 return -ENOMEM;
5744
5745         ret = btrfs_search_slot(NULL, root, &key, path, 0, 0);
5746         if (ret < 0)
5747                 goto out;
5748         /* FIXME: we should be able to handle this */
5749         if (ret == 0)
5750                 goto out;
5751         ret = 0;
5752
5753         if (path->slots[0] == 0) {
5754                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5755                 goto out;
5756         }
5757
5758         path->slots[0]--;
5759
5760         leaf = path->nodes[0];
5761         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
5762
5763         if (found_key.objectid != btrfs_ino(inode) ||
5764             found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY) {
5765                 inode->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
5766                 goto out;
5767         }
5768
5769         inode->index_cnt = found_key.offset + 1;
5770 out:
5771         btrfs_free_path(path);
5772         return ret;
5773 }
5774
5775 static int btrfs_get_dir_last_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
5776 {
5777         int ret = 0;
5778
5779         btrfs_inode_lock(dir, 0);
5780         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
5781                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
5782                 if (ret) {
5783                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
5784                         if (ret)
5785                                 goto out;
5786                 }
5787         }
5788
5789         /* index_cnt is the index number of next new entry, so decrement it. */
5790         *index = dir->index_cnt - 1;
5791 out:
5792         btrfs_inode_unlock(dir, 0);
5793
5794         return ret;
5795 }
5796
5797 /*
5798  * All this infrastructure exists because dir_emit can fault, and we are holding
5799  * the tree lock when doing readdir.  For now just allocate a buffer and copy
5800  * our information into that, and then dir_emit from the buffer.  This is
5801  * similar to what NFS does, only we don't keep the buffer around in pagecache
5802  * because I'm afraid I'll mess that up.  Long term we need to make filldir do
5803  * copy_to_user_inatomic so we don't have to worry about page faulting under the
5804  * tree lock.
5805  */
5806 static int btrfs_opendir(struct inode *inode, struct file *file)
5807 {
5808         struct btrfs_file_private *private;
5809         u64 last_index;
5810         int ret;
5811
5812         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(inode), &last_index);
5813         if (ret)
5814                 return ret;
5815
5816         private = kzalloc(sizeof(struct btrfs_file_private), GFP_KERNEL);
5817         if (!private)
5818                 return -ENOMEM;
5819         private->last_index = last_index;
5820         private->filldir_buf = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
5821         if (!private->filldir_buf) {
5822                 kfree(private);
5823                 return -ENOMEM;
5824         }
5825         file->private_data = private;
5826         return 0;
5827 }
5828
5829 static loff_t btrfs_dir_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
5830 {
5831         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5832         int ret;
5833
5834         ret = btrfs_get_dir_last_index(BTRFS_I(file_inode(file)),
5835                                        &private->last_index);
5836         if (ret)
5837                 return ret;
5838
5839         return generic_file_llseek(file, offset, whence);
5840 }
5841
5842 struct dir_entry {
5843         u64 ino;
5844         u64 offset;
5845         unsigned type;
5846         int name_len;
5847 };
5848
5849 static int btrfs_filldir(void *addr, int entries, struct dir_context *ctx)
5850 {
5851         while (entries--) {
5852                 struct dir_entry *entry = addr;
5853                 char *name = (char *)(entry + 1);
5854
5855                 ctx->pos = get_unaligned(&entry->offset);
5856                 if (!dir_emit(ctx, name, get_unaligned(&entry->name_len),
5857                                          get_unaligned(&entry->ino),
5858                                          get_unaligned(&entry->type)))
5859                         return 1;
5860                 addr += sizeof(struct dir_entry) +
5861                         get_unaligned(&entry->name_len);
5862                 ctx->pos++;
5863         }
5864         return 0;
5865 }
5866
5867 static int btrfs_real_readdir(struct file *file, struct dir_context *ctx)
5868 {
5869         struct inode *inode = file_inode(file);
5870         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
5871         struct btrfs_file_private *private = file->private_data;
5872         struct btrfs_dir_item *di;
5873         struct btrfs_key key;
5874         struct btrfs_key found_key;
5875         struct btrfs_path *path;
5876         void *addr;
5877         LIST_HEAD(ins_list);
5878         LIST_HEAD(del_list);
5879         int ret;
5880         char *name_ptr;
5881         int name_len;
5882         int entries = 0;
5883         int total_len = 0;
5884         bool put = false;
5885         struct btrfs_key location;
5886
5887         if (!dir_emit_dots(file, ctx))
5888                 return 0;
5889
5890         path = btrfs_alloc_path();
5891         if (!path)
5892                 return -ENOMEM;
5893
5894         addr = private->filldir_buf;
5895         path->reada = READA_FORWARD;
5896
5897         put = btrfs_readdir_get_delayed_items(inode, private->last_index,
5898                                               &ins_list, &del_list);
5899
5900 again:
5901         key.type = BTRFS_DIR_INDEX_KEY;
5902         key.offset = ctx->pos;
5903         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
5904
5905         btrfs_for_each_slot(root, &key, &found_key, path, ret) {
5906                 struct dir_entry *entry;
5907                 struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
5908                 u8 ftype;
5909
5910                 if (found_key.objectid != key.objectid)
5911                         break;
5912                 if (found_key.type != BTRFS_DIR_INDEX_KEY)
5913                         break;
5914                 if (found_key.offset < ctx->pos)
5915                         continue;
5916                 if (found_key.offset > private->last_index)
5917                         break;
5918                 if (btrfs_should_delete_dir_index(&del_list, found_key.offset))
5919                         continue;
5920                 di = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_dir_item);
5921                 name_len = btrfs_dir_name_len(leaf, di);
5922                 if ((total_len + sizeof(struct dir_entry) + name_len) >=
5923                     PAGE_SIZE) {
5924                         btrfs_release_path(path);
5925                         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5926                         if (ret)
5927                                 goto nopos;
5928                         addr = private->filldir_buf;
5929                         entries = 0;
5930                         total_len = 0;
5931                         goto again;
5932                 }
5933
5934                 ftype = btrfs_dir_flags_to_ftype(btrfs_dir_flags(leaf, di));
5935                 entry = addr;
5936                 name_ptr = (char *)(entry + 1);
5937                 read_extent_buffer(leaf, name_ptr,
5938                                    (unsigned long)(di + 1), name_len);
5939                 put_unaligned(name_len, &entry->name_len);
5940                 put_unaligned(fs_ftype_to_dtype(ftype), &entry->type);
5941                 btrfs_dir_item_key_to_cpu(leaf, di, &location);
5942                 put_unaligned(location.objectid, &entry->ino);
5943                 put_unaligned(found_key.offset, &entry->offset);
5944                 entries++;
5945                 addr += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5946                 total_len += sizeof(struct dir_entry) + name_len;
5947         }
5948         /* Catch error encountered during iteration */
5949         if (ret < 0)
5950                 goto err;
5951
5952         btrfs_release_path(path);
5953
5954         ret = btrfs_filldir(private->filldir_buf, entries, ctx);
5955         if (ret)
5956                 goto nopos;
5957
5958         ret = btrfs_readdir_delayed_dir_index(ctx, &ins_list);
5959         if (ret)
5960                 goto nopos;
5961
5962         /*
5963          * Stop new entries from being returned after we return the last
5964          * entry.
5965          *
5966          * New directory entries are assigned a strictly increasing
5967          * offset.  This means that new entries created during readdir
5968          * are *guaranteed* to be seen in the future by that readdir.
5969          * This has broken buggy programs which operate on names as
5970          * they're returned by readdir.  Until we re-use freed offsets
5971          * we have this hack to stop new entries from being returned
5972          * under the assumption that they'll never reach this huge
5973          * offset.
5974          *
5975          * This is being careful not to overflow 32bit loff_t unless the
5976          * last entry requires it because doing so has broken 32bit apps
5977          * in the past.
5978          */
5979         if (ctx->pos >= INT_MAX)
5980                 ctx->pos = LLONG_MAX;
5981         else
5982                 ctx->pos = INT_MAX;
5983 nopos:
5984         ret = 0;
5985 err:
5986         if (put)
5987                 btrfs_readdir_put_delayed_items(inode, &ins_list, &del_list);
5988         btrfs_free_path(path);
5989         return ret;
5990 }
5991
5992 /*
5993  * This is somewhat expensive, updating the tree every time the
5994  * inode changes.  But, it is most likely to find the inode in cache.
5995  * FIXME, needs more benchmarking...there are no reasons other than performance
5996  * to keep or drop this code.
5997  */
5998 static int btrfs_dirty_inode(struct btrfs_inode *inode)
5999 {
6000         struct btrfs_root *root = inode->root;
6001         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6002         struct btrfs_trans_handle *trans;
6003         int ret;
6004
6005         if (test_bit(BTRFS_INODE_DUMMY, &inode->runtime_flags))
6006                 return 0;
6007
6008         trans = btrfs_join_transaction(root);
6009         if (IS_ERR(trans))
6010                 return PTR_ERR(trans);
6011
6012         ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6013         if (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT) {
6014                 /* whoops, lets try again with the full transaction */
6015                 btrfs_end_transaction(trans);
6016                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
6017                 if (IS_ERR(trans))
6018                         return PTR_ERR(trans);
6019
6020                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
6021         }
6022         btrfs_end_transaction(trans);
6023         if (inode->delayed_node)
6024                 btrfs_balance_delayed_items(fs_info);
6025
6026         return ret;
6027 }
6028
6029 /*
6030  * This is a copy of file_update_time.  We need this so we can return error on
6031  * ENOSPC for updating the inode in the case of file write and mmap writes.
6032  */
6033 static int btrfs_update_time(struct inode *inode, int flags)
6034 {
6035         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
6036         bool dirty = flags & ~S_VERSION;
6037
6038         if (btrfs_root_readonly(root))
6039                 return -EROFS;
6040
6041         dirty = inode_update_timestamps(inode, flags);
6042         return dirty ? btrfs_dirty_inode(BTRFS_I(inode)) : 0;
6043 }
6044
6045 /*
6046  * helper to find a free sequence number in a given directory.  This current
6047  * code is very simple, later versions will do smarter things in the btree
6048  */
6049 int btrfs_set_inode_index(struct btrfs_inode *dir, u64 *index)
6050 {
6051         int ret = 0;
6052
6053         if (dir->index_cnt == (u64)-1) {
6054                 ret = btrfs_inode_delayed_dir_index_count(dir);
6055                 if (ret) {
6056                         ret = btrfs_set_inode_index_count(dir);
6057                         if (ret)
6058                                 return ret;
6059                 }
6060         }
6061
6062         *index = dir->index_cnt;
6063         dir->index_cnt++;
6064
6065         return ret;
6066 }
6067
6068 static int btrfs_insert_inode_locked(struct inode *inode)
6069 {
6070         struct btrfs_iget_args args;
6071
6072         args.ino = BTRFS_I(inode)->location.objectid;
6073         args.root = BTRFS_I(inode)->root;
6074
6075         return insert_inode_locked4(inode,
6076                    btrfs_inode_hash(inode->i_ino, BTRFS_I(inode)->root),
6077                    btrfs_find_actor, &args);
6078 }
6079
6080 int btrfs_new_inode_prepare(struct btrfs_new_inode_args *args,
6081                             unsigned int *trans_num_items)
6082 {
6083         struct inode *dir = args->dir;
6084         struct inode *inode = args->inode;
6085         int ret;
6086
6087         if (!args->orphan) {
6088                 ret = fscrypt_setup_filename(dir, &args->dentry->d_name, 0,
6089                                              &args->fname);
6090                 if (ret)
6091                         return ret;
6092         }
6093
6094         ret = posix_acl_create(dir, &inode->i_mode, &args->default_acl, &args->acl);
6095         if (ret) {
6096                 fscrypt_free_filename(&args->fname);
6097                 return ret;
6098         }
6099
6100         /* 1 to add inode item */
6101         *trans_num_items = 1;
6102         /* 1 to add compression property */
6103         if (BTRFS_I(dir)->prop_compress)
6104                 (*trans_num_items)++;
6105         /* 1 to add default ACL xattr */
6106         if (args->default_acl)
6107                 (*trans_num_items)++;
6108         /* 1 to add access ACL xattr */
6109         if (args->acl)
6110                 (*trans_num_items)++;
6111 #ifdef CONFIG_SECURITY
6112         /* 1 to add LSM xattr */
6113         if (dir->i_security)
6114                 (*trans_num_items)++;
6115 #endif
6116         if (args->orphan) {
6117                 /* 1 to add orphan item */
6118                 (*trans_num_items)++;
6119         } else {
6120                 /*
6121                  * 1 to add dir item
6122                  * 1 to add dir index
6123                  * 1 to update parent inode item
6124                  *
6125                  * No need for 1 unit for the inode ref item because it is
6126                  * inserted in a batch together with the inode item at
6127                  * btrfs_create_new_inode().
6128                  */
6129                 *trans_num_items += 3;
6130         }
6131         return 0;
6132 }
6133
6134 void btrfs_new_inode_args_destroy(struct btrfs_new_inode_args *args)
6135 {
6136         posix_acl_release(args->acl);
6137         posix_acl_release(args->default_acl);
6138         fscrypt_free_filename(&args->fname);
6139 }
6140
6141 /*
6142  * Inherit flags from the parent inode.
6143  *
6144  * Currently only the compression flags and the cow flags are inherited.
6145  */
6146 static void btrfs_inherit_iflags(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_inode *dir)
6147 {
6148         unsigned int flags;
6149
6150         flags = dir->flags;
6151
6152         if (flags & BTRFS_INODE_NOCOMPRESS) {
6153                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_COMPRESS;
6154                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6155         } else if (flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
6156                 inode->flags &= ~BTRFS_INODE_NOCOMPRESS;
6157                 inode->flags |= BTRFS_INODE_COMPRESS;
6158         }
6159
6160         if (flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) {
6161                 inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW;
6162                 if (S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode))
6163                         inode->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6164         }
6165
6166         btrfs_sync_inode_flags_to_i_flags(&inode->vfs_inode);
6167 }
6168
6169 int btrfs_create_new_inode(struct btrfs_trans_handle *trans,
6170                            struct btrfs_new_inode_args *args)
6171 {
6172         struct inode *dir = args->dir;
6173         struct inode *inode = args->inode;
6174         const struct fscrypt_str *name = args->orphan ? NULL : &args->fname.disk_name;
6175         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6176         struct btrfs_root *root;
6177         struct btrfs_inode_item *inode_item;
6178         struct btrfs_key *location;
6179         struct btrfs_path *path;
6180         u64 objectid;
6181         struct btrfs_inode_ref *ref;
6182         struct btrfs_key key[2];
6183         u32 sizes[2];
6184         struct btrfs_item_batch batch;
6185         unsigned long ptr;
6186         int ret;
6187
6188         path = btrfs_alloc_path();
6189         if (!path)
6190                 return -ENOMEM;
6191
6192         if (!args->subvol)
6193                 BTRFS_I(inode)->root = btrfs_grab_root(BTRFS_I(dir)->root);
6194         root = BTRFS_I(inode)->root;
6195
6196         ret = btrfs_get_free_objectid(root, &objectid);
6197         if (ret)
6198                 goto out;
6199         inode->i_ino = objectid;
6200
6201         if (args->orphan) {
6202                 /*
6203                  * O_TMPFILE, set link count to 0, so that after this point, we
6204                  * fill in an inode item with the correct link count.
6205                  */
6206                 set_nlink(inode, 0);
6207         } else {
6208                 trace_btrfs_inode_request(dir);
6209
6210                 ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &BTRFS_I(inode)->dir_index);
6211                 if (ret)
6212                         goto out;
6213         }
6214         /* index_cnt is ignored for everything but a dir. */
6215         BTRFS_I(inode)->index_cnt = BTRFS_DIR_START_INDEX;
6216         BTRFS_I(inode)->generation = trans->transid;
6217         inode->i_generation = BTRFS_I(inode)->generation;
6218
6219         /*
6220          * Subvolumes don't inherit flags from their parent directory.
6221          * Originally this was probably by accident, but we probably can't
6222          * change it now without compatibility issues.
6223          */
6224         if (!args->subvol)
6225                 btrfs_inherit_iflags(BTRFS_I(inode), BTRFS_I(dir));
6226
6227         if (S_ISREG(inode->i_mode)) {
6228                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATASUM))
6229                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATASUM;
6230                 if (btrfs_test_opt(fs_info, NODATACOW))
6231                         BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_NODATACOW |
6232                                 BTRFS_INODE_NODATASUM;
6233         }
6234
6235         location = &BTRFS_I(inode)->location;
6236         location->objectid = objectid;
6237         location->offset = 0;
6238         location->type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6239
6240         ret = btrfs_insert_inode_locked(inode);
6241         if (ret < 0) {
6242                 if (!args->orphan)
6243                         BTRFS_I(dir)->index_cnt--;
6244                 goto out;
6245         }
6246
6247         /*
6248          * We could have gotten an inode number from somebody who was fsynced
6249          * and then removed in this same transaction, so let's just set full
6250          * sync since it will be a full sync anyway and this will blow away the
6251          * old info in the log.
6252          */
6253         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
6254
6255         key[0].objectid = objectid;
6256         key[0].type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6257         key[0].offset = 0;
6258
6259         sizes[0] = sizeof(struct btrfs_inode_item);
6260
6261         if (!args->orphan) {
6262                 /*
6263                  * Start new inodes with an inode_ref. This is slightly more
6264                  * efficient for small numbers of hard links since they will
6265                  * be packed into one item. Extended refs will kick in if we
6266                  * add more hard links than can fit in the ref item.
6267                  */
6268                 key[1].objectid = objectid;
6269                 key[1].type = BTRFS_INODE_REF_KEY;
6270                 if (args->subvol) {
6271                         key[1].offset = objectid;
6272                         sizes[1] = 2 + sizeof(*ref);
6273                 } else {
6274                         key[1].offset = btrfs_ino(BTRFS_I(dir));
6275                         sizes[1] = name->len + sizeof(*ref);
6276                 }
6277         }
6278
6279         batch.keys = &key[0];
6280         batch.data_sizes = &sizes[0];
6281         batch.total_data_size = sizes[0] + (args->orphan ? 0 : sizes[1]);
6282         batch.nr = args->orphan ? 1 : 2;
6283         ret = btrfs_insert_empty_items(trans, root, path, &batch);
6284         if (ret != 0) {
6285                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6286                 goto discard;
6287         }
6288
6289         inode->i_mtime = inode_set_ctime_current(inode);
6290         inode->i_atime = inode->i_mtime;
6291         BTRFS_I(inode)->i_otime = inode->i_mtime;
6292
6293         /*
6294          * We're going to fill the inode item now, so at this point the inode
6295          * must be fully initialized.
6296          */
6297
6298         inode_item = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6299                                   struct btrfs_inode_item);
6300         memzero_extent_buffer(path->nodes[0], (unsigned long)inode_item,
6301                              sizeof(*inode_item));
6302         fill_inode_item(trans, path->nodes[0], inode_item, inode);
6303
6304         if (!args->orphan) {
6305                 ref = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0] + 1,
6306                                      struct btrfs_inode_ref);
6307                 ptr = (unsigned long)(ref + 1);
6308                 if (args->subvol) {
6309                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref, 2);
6310                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref, 0);
6311                         write_extent_buffer(path->nodes[0], "..", ptr, 2);
6312                 } else {
6313                         btrfs_set_inode_ref_name_len(path->nodes[0], ref,
6314                                                      name->len);
6315                         btrfs_set_inode_ref_index(path->nodes[0], ref,
6316                                                   BTRFS_I(inode)->dir_index);
6317                         write_extent_buffer(path->nodes[0], name->name, ptr,
6318                                             name->len);
6319                 }
6320         }
6321
6322         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, path->nodes[0]);
6323         /*
6324          * We don't need the path anymore, plus inheriting properties, adding
6325          * ACLs, security xattrs, orphan item or adding the link, will result in
6326          * allocating yet another path. So just free our path.
6327          */
6328         btrfs_free_path(path);
6329         path = NULL;
6330
6331         if (args->subvol) {
6332                 struct inode *parent;
6333
6334                 /*
6335                  * Subvolumes inherit properties from their parent subvolume,
6336                  * not the directory they were created in.
6337                  */
6338                 parent = btrfs_iget(fs_info->sb, BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID,
6339                                     BTRFS_I(dir)->root);
6340                 if (IS_ERR(parent)) {
6341                         ret = PTR_ERR(parent);
6342                 } else {
6343                         ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, parent);
6344                         iput(parent);
6345                 }
6346         } else {
6347                 ret = btrfs_inode_inherit_props(trans, inode, dir);
6348         }
6349         if (ret) {
6350                 btrfs_err(fs_info,
6351                           "error inheriting props for ino %llu (root %llu): %d",
6352                           btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), root->root_key.objectid,
6353                           ret);
6354         }
6355
6356         /*
6357          * Subvolumes don't inherit ACLs or get passed to the LSM. This is
6358          * probably a bug.
6359          */
6360         if (!args->subvol) {
6361                 ret = btrfs_init_inode_security(trans, args);
6362                 if (ret) {
6363                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6364                         goto discard;
6365                 }
6366         }
6367
6368         inode_tree_add(BTRFS_I(inode));
6369
6370         trace_btrfs_inode_new(inode);
6371         btrfs_set_inode_last_trans(trans, BTRFS_I(inode));
6372
6373         btrfs_update_root_times(trans, root);
6374
6375         if (args->orphan) {
6376                 ret = btrfs_orphan_add(trans, BTRFS_I(inode));
6377         } else {
6378                 ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode), name,
6379                                      0, BTRFS_I(inode)->dir_index);
6380         }
6381         if (ret) {
6382                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6383                 goto discard;
6384         }
6385
6386         return 0;
6387
6388 discard:
6389         /*
6390          * discard_new_inode() calls iput(), but the caller owns the reference
6391          * to the inode.
6392          */
6393         ihold(inode);
6394         discard_new_inode(inode);
6395 out:
6396         btrfs_free_path(path);
6397         return ret;
6398 }
6399
6400 /*
6401  * utility function to add 'inode' into 'parent_inode' with
6402  * a give name and a given sequence number.
6403  * if 'add_backref' is true, also insert a backref from the
6404  * inode to the parent directory.
6405  */
6406 int btrfs_add_link(struct btrfs_trans_handle *trans,
6407                    struct btrfs_inode *parent_inode, struct btrfs_inode *inode,
6408                    const struct fscrypt_str *name, int add_backref, u64 index)
6409 {
6410         int ret = 0;
6411         struct btrfs_key key;
6412         struct btrfs_root *root = parent_inode->root;
6413         u64 ino = btrfs_ino(inode);
6414         u64 parent_ino = btrfs_ino(parent_inode);
6415
6416         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6417                 memcpy(&key, &inode->root->root_key, sizeof(key));
6418         } else {
6419                 key.objectid = ino;
6420                 key.type = BTRFS_INODE_ITEM_KEY;
6421                 key.offset = 0;
6422         }
6423
6424         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6425                 ret = btrfs_add_root_ref(trans, key.objectid,
6426                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6427                                          index, name);
6428         } else if (add_backref) {
6429                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, name,
6430                                              ino, parent_ino, index);
6431         }
6432
6433         /* Nothing to clean up yet */
6434         if (ret)
6435                 return ret;
6436
6437         ret = btrfs_insert_dir_item(trans, name, parent_inode, &key,
6438                                     btrfs_inode_type(&inode->vfs_inode), index);
6439         if (ret == -EEXIST || ret == -EOVERFLOW)
6440                 goto fail_dir_item;
6441         else if (ret) {
6442                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6443                 return ret;
6444         }
6445
6446         btrfs_i_size_write(parent_inode, parent_inode->vfs_inode.i_size +
6447                            name->len * 2);
6448         inode_inc_iversion(&parent_inode->vfs_inode);
6449         /*
6450          * If we are replaying a log tree, we do not want to update the mtime
6451          * and ctime of the parent directory with the current time, since the
6452          * log replay procedure is responsible for setting them to their correct
6453          * values (the ones it had when the fsync was done).
6454          */
6455         if (!test_bit(BTRFS_FS_LOG_RECOVERING, &root->fs_info->flags))
6456                 parent_inode->vfs_inode.i_mtime =
6457                         inode_set_ctime_current(&parent_inode->vfs_inode);
6458
6459         ret = btrfs_update_inode(trans, parent_inode);
6460         if (ret)
6461                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
6462         return ret;
6463
6464 fail_dir_item:
6465         if (unlikely(ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
6466                 u64 local_index;
6467                 int err;
6468                 err = btrfs_del_root_ref(trans, key.objectid,
6469                                          root->root_key.objectid, parent_ino,
6470                                          &local_index, name);
6471                 if (err)
6472                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6473         } else if (add_backref) {
6474                 u64 local_index;
6475                 int err;
6476
6477                 err = btrfs_del_inode_ref(trans, root, name, ino, parent_ino,
6478                                           &local_index);
6479                 if (err)
6480                         btrfs_abort_transaction(trans, err);
6481         }
6482
6483         /* Return the original error code */
6484         return ret;
6485 }
6486
6487 static int btrfs_create_common(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
6488                                struct inode *inode)
6489 {
6490         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
6491         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6492         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
6493                 .dir = dir,
6494                 .dentry = dentry,
6495                 .inode = inode,
6496         };
6497         unsigned int trans_num_items;
6498         struct btrfs_trans_handle *trans;
6499         int err;
6500
6501         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
6502         if (err)
6503                 goto out_inode;
6504
6505         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
6506         if (IS_ERR(trans)) {
6507                 err = PTR_ERR(trans);
6508                 goto out_new_inode_args;
6509         }
6510
6511         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
6512         if (!err)
6513                 d_instantiate_new(dentry, inode);
6514
6515         btrfs_end_transaction(trans);
6516         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6517 out_new_inode_args:
6518         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
6519 out_inode:
6520         if (err)
6521                 iput(inode);
6522         return err;
6523 }
6524
6525 static int btrfs_mknod(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6526                        struct dentry *dentry, umode_t mode, dev_t rdev)
6527 {
6528         struct inode *inode;
6529
6530         inode = new_inode(dir->i_sb);
6531         if (!inode)
6532                 return -ENOMEM;
6533         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6534         inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
6535         init_special_inode(inode, inode->i_mode, rdev);
6536         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6537 }
6538
6539 static int btrfs_create(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6540                         struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl)
6541 {
6542         struct inode *inode;
6543
6544         inode = new_inode(dir->i_sb);
6545         if (!inode)
6546                 return -ENOMEM;
6547         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
6548         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
6549         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
6550         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
6551         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6552 }
6553
6554 static int btrfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir,
6555                       struct dentry *dentry)
6556 {
6557         struct btrfs_trans_handle *trans = NULL;
6558         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
6559         struct inode *inode = d_inode(old_dentry);
6560         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
6561         struct fscrypt_name fname;
6562         u64 index;
6563         int err;
6564         int drop_inode = 0;
6565
6566         /* do not allow sys_link's with other subvols of the same device */
6567         if (root->root_key.objectid != BTRFS_I(inode)->root->root_key.objectid)
6568                 return -EXDEV;
6569
6570         if (inode->i_nlink >= BTRFS_LINK_MAX)
6571                 return -EMLINK;
6572
6573         err = fscrypt_setup_filename(dir, &dentry->d_name, 0, &fname);
6574         if (err)
6575                 goto fail;
6576
6577         err = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(dir), &index);
6578         if (err)
6579                 goto fail;
6580
6581         /*
6582          * 2 items for inode and inode ref
6583          * 2 items for dir items
6584          * 1 item for parent inode
6585          * 1 item for orphan item deletion if O_TMPFILE
6586          */
6587         trans = btrfs_start_transaction(root, inode->i_nlink ? 5 : 6);
6588         if (IS_ERR(trans)) {
6589                 err = PTR_ERR(trans);
6590                 trans = NULL;
6591                 goto fail;
6592         }
6593
6594         /* There are several dir indexes for this inode, clear the cache. */
6595         BTRFS_I(inode)->dir_index = 0ULL;
6596         inc_nlink(inode);
6597         inode_inc_iversion(inode);
6598         inode_set_ctime_current(inode);
6599         ihold(inode);
6600         set_bit(BTRFS_INODE_COPY_EVERYTHING, &BTRFS_I(inode)->runtime_flags);
6601
6602         err = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(dir), BTRFS_I(inode),
6603                              &fname.disk_name, 1, index);
6604
6605         if (err) {
6606                 drop_inode = 1;
6607         } else {
6608                 struct dentry *parent = dentry->d_parent;
6609
6610                 err = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
6611                 if (err)
6612                         goto fail;
6613                 if (inode->i_nlink == 1) {
6614                         /*
6615                          * If new hard link count is 1, it's a file created
6616                          * with open(2) O_TMPFILE flag.
6617                          */
6618                         err = btrfs_orphan_del(trans, BTRFS_I(inode));
6619                         if (err)
6620                                 goto fail;
6621                 }
6622                 d_instantiate(dentry, inode);
6623                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, NULL, 0, parent);
6624         }
6625
6626 fail:
6627         fscrypt_free_filename(&fname);
6628         if (trans)
6629                 btrfs_end_transaction(trans);
6630         if (drop_inode) {
6631                 inode_dec_link_count(inode);
6632                 iput(inode);
6633         }
6634         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
6635         return err;
6636 }
6637
6638 static int btrfs_mkdir(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
6639                        struct dentry *dentry, umode_t mode)
6640 {
6641         struct inode *inode;
6642
6643         inode = new_inode(dir->i_sb);
6644         if (!inode)
6645                 return -ENOMEM;
6646         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFDIR | mode);
6647         inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
6648         inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
6649         return btrfs_create_common(dir, dentry, inode);
6650 }
6651
6652 static noinline int uncompress_inline(struct btrfs_path *path,
6653                                       struct page *page,
6654                                       struct btrfs_file_extent_item *item)
6655 {
6656         int ret;
6657         struct extent_buffer *leaf = path->nodes[0];
6658         char *tmp;
6659         size_t max_size;
6660         unsigned long inline_size;
6661         unsigned long ptr;
6662         int compress_type;
6663
6664         compress_type = btrfs_file_extent_compression(leaf, item);
6665         max_size = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
6666         inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf, path->slots[0]);
6667         tmp = kmalloc(inline_size, GFP_NOFS);
6668         if (!tmp)
6669                 return -ENOMEM;
6670         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
6671
6672         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, inline_size);
6673
6674         max_size = min_t(unsigned long, PAGE_SIZE, max_size);
6675         ret = btrfs_decompress(compress_type, tmp, page, 0, inline_size, max_size);
6676
6677         /*
6678          * decompression code contains a memset to fill in any space between the end
6679          * of the uncompressed data and the end of max_size in case the decompressed
6680          * data ends up shorter than ram_bytes.  That doesn't cover the hole between
6681          * the end of an inline extent and the beginning of the next block, so we
6682          * cover that region here.
6683          */
6684
6685         if (max_size < PAGE_SIZE)
6686                 memzero_page(page, max_size, PAGE_SIZE - max_size);
6687         kfree(tmp);
6688         return ret;
6689 }
6690
6691 static int read_inline_extent(struct btrfs_inode *inode, struct btrfs_path *path,
6692                               struct page *page)
6693 {
6694         struct btrfs_file_extent_item *fi;
6695         void *kaddr;
6696         size_t copy_size;
6697
6698         if (!page || PageUptodate(page))
6699                 return 0;
6700
6701         ASSERT(page_offset(page) == 0);
6702
6703         fi = btrfs_item_ptr(path->nodes[0], path->slots[0],
6704                             struct btrfs_file_extent_item);
6705         if (btrfs_file_extent_compression(path->nodes[0], fi) != BTRFS_COMPRESS_NONE)
6706                 return uncompress_inline(path, page, fi);
6707
6708         copy_size = min_t(u64, PAGE_SIZE,
6709                           btrfs_file_extent_ram_bytes(path->nodes[0], fi));
6710         kaddr = kmap_local_page(page);
6711         read_extent_buffer(path->nodes[0], kaddr,
6712                            btrfs_file_extent_inline_start(fi), copy_size);
6713         kunmap_local(kaddr);
6714         if (copy_size < PAGE_SIZE)
6715                 memzero_page(page, copy_size, PAGE_SIZE - copy_size);
6716         return 0;
6717 }
6718
6719 /*
6720  * Lookup the first extent overlapping a range in a file.
6721  *
6722  * @inode:      file to search in
6723  * @page:       page to read extent data into if the extent is inline
6724  * @pg_offset:  offset into @page to copy to
6725  * @start:      file offset
6726  * @len:        length of range starting at @start
6727  *
6728  * Return the first &struct extent_map which overlaps the given range, reading
6729  * it from the B-tree and caching it if necessary. Note that there may be more
6730  * extents which overlap the given range after the returned extent_map.
6731  *
6732  * If @page is not NULL and the extent is inline, this also reads the extent
6733  * data directly into the page and marks the extent up to date in the io_tree.
6734  *
6735  * Return: ERR_PTR on error, non-NULL extent_map on success.
6736  */
6737 struct extent_map *btrfs_get_extent(struct btrfs_inode *inode,
6738                                     struct page *page, size_t pg_offset,
6739                                     u64 start, u64 len)
6740 {
6741         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
6742         int ret = 0;
6743         u64 extent_start = 0;
6744         u64 extent_end = 0;
6745         u64 objectid = btrfs_ino(inode);
6746         int extent_type = -1;
6747         struct btrfs_path *path = NULL;
6748         struct btrfs_root *root = inode->root;
6749         struct btrfs_file_extent_item *item;
6750         struct extent_buffer *leaf;
6751         struct btrfs_key found_key;
6752         struct extent_map *em = NULL;
6753         struct extent_map_tree *em_tree = &inode->extent_tree;
6754
6755         read_lock(&em_tree->lock);
6756         em = lookup_extent_mapping(em_tree, start, len);
6757         read_unlock(&em_tree->lock);
6758
6759         if (em) {
6760                 if (em->start > start || em->start + em->len <= start)
6761                         free_extent_map(em);
6762                 else if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE && page)
6763                         free_extent_map(em);
6764                 else
6765                         goto out;
6766         }
6767         em = alloc_extent_map();
6768         if (!em) {
6769                 ret = -ENOMEM;
6770                 goto out;
6771         }
6772         em->start = EXTENT_MAP_HOLE;
6773         em->orig_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6774         em->len = (u64)-1;
6775         em->block_len = (u64)-1;
6776
6777         path = btrfs_alloc_path();
6778         if (!path) {
6779                 ret = -ENOMEM;
6780                 goto out;
6781         }
6782
6783         /* Chances are we'll be called again, so go ahead and do readahead */
6784         path->reada = READA_FORWARD;
6785
6786         /*
6787          * The same explanation in load_free_space_cache applies here as well,
6788          * we only read when we're loading the free space cache, and at that
6789          * point the commit_root has everything we need.
6790          */
6791         if (btrfs_is_free_space_inode(inode)) {
6792                 path->search_commit_root = 1;
6793                 path->skip_locking = 1;
6794         }
6795
6796         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, objectid, start, 0);
6797         if (ret < 0) {
6798                 goto out;
6799         } else if (ret > 0) {
6800                 if (path->slots[0] == 0)
6801                         goto not_found;
6802                 path->slots[0]--;
6803                 ret = 0;
6804         }
6805
6806         leaf = path->nodes[0];
6807         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
6808                               struct btrfs_file_extent_item);
6809         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6810         if (found_key.objectid != objectid ||
6811             found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
6812                 /*
6813                  * If we backup past the first extent we want to move forward
6814                  * and see if there is an extent in front of us, otherwise we'll
6815                  * say there is a hole for our whole search range which can
6816                  * cause problems.
6817                  */
6818                 extent_end = start;
6819                 goto next;
6820         }
6821
6822         extent_type = btrfs_file_extent_type(leaf, item);
6823         extent_start = found_key.offset;
6824         extent_end = btrfs_file_extent_end(path);
6825         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6826             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6827                 /* Only regular file could have regular/prealloc extent */
6828                 if (!S_ISREG(inode->vfs_inode.i_mode)) {
6829                         ret = -EUCLEAN;
6830                         btrfs_crit(fs_info,
6831                 "regular/prealloc extent found for non-regular inode %llu",
6832                                    btrfs_ino(inode));
6833                         goto out;
6834                 }
6835                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_regular(inode, leaf, item,
6836                                                        extent_start);
6837         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6838                 trace_btrfs_get_extent_show_fi_inline(inode, leaf, item,
6839                                                       path->slots[0],
6840                                                       extent_start);
6841         }
6842 next:
6843         if (start >= extent_end) {
6844                 path->slots[0]++;
6845                 if (path->slots[0] >= btrfs_header_nritems(leaf)) {
6846                         ret = btrfs_next_leaf(root, path);
6847                         if (ret < 0)
6848                                 goto out;
6849                         else if (ret > 0)
6850                                 goto not_found;
6851
6852                         leaf = path->nodes[0];
6853                 }
6854                 btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &found_key, path->slots[0]);
6855                 if (found_key.objectid != objectid ||
6856                     found_key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY)
6857                         goto not_found;
6858                 if (start + len <= found_key.offset)
6859                         goto not_found;
6860                 if (start > found_key.offset)
6861                         goto next;
6862
6863                 /* New extent overlaps with existing one */
6864                 em->start = start;
6865                 em->orig_start = start;
6866                 em->len = found_key.offset - start;
6867                 em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6868                 goto insert;
6869         }
6870
6871         btrfs_extent_item_to_extent_map(inode, path, item, em);
6872
6873         if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_REG ||
6874             extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
6875                 goto insert;
6876         } else if (extent_type == BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE) {
6877                 /*
6878                  * Inline extent can only exist at file offset 0. This is
6879                  * ensured by tree-checker and inline extent creation path.
6880                  * Thus all members representing file offsets should be zero.
6881                  */
6882                 ASSERT(pg_offset == 0);
6883                 ASSERT(extent_start == 0);
6884                 ASSERT(em->start == 0);
6885
6886                 /*
6887                  * btrfs_extent_item_to_extent_map() should have properly
6888                  * initialized em members already.
6889                  *
6890                  * Other members are not utilized for inline extents.
6891                  */
6892                 ASSERT(em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE);
6893                 ASSERT(em->len == fs_info->sectorsize);
6894
6895                 ret = read_inline_extent(inode, path, page);
6896                 if (ret < 0)
6897                         goto out;
6898                 goto insert;
6899         }
6900 not_found:
6901         em->start = start;
6902         em->orig_start = start;
6903         em->len = len;
6904         em->block_start = EXTENT_MAP_HOLE;
6905 insert:
6906         ret = 0;
6907         btrfs_release_path(path);
6908         if (em->start > start || extent_map_end(em) <= start) {
6909                 btrfs_err(fs_info,
6910                           "bad extent! em: [%llu %llu] passed [%llu %llu]",
6911                           em->start, em->len, start, len);
6912                 ret = -EIO;
6913                 goto out;
6914         }
6915
6916         write_lock(&em_tree->lock);
6917         ret = btrfs_add_extent_mapping(fs_info, em_tree, &em, start, len);
6918         write_unlock(&em_tree->lock);
6919 out:
6920         btrfs_free_path(path);
6921
6922         trace_btrfs_get_extent(root, inode, em);
6923
6924         if (ret) {
6925                 free_extent_map(em);
6926                 return ERR_PTR(ret);
6927         }
6928         return em;
6929 }
6930
6931 static struct extent_map *btrfs_create_dio_extent(struct btrfs_inode *inode,
6932                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6933                                                   const u64 start,
6934                                                   const u64 len,
6935                                                   const u64 orig_start,
6936                                                   const u64 block_start,
6937                                                   const u64 block_len,
6938                                                   const u64 orig_block_len,
6939                                                   const u64 ram_bytes,
6940                                                   const int type)
6941 {
6942         struct extent_map *em = NULL;
6943         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
6944
6945         if (type != BTRFS_ORDERED_NOCOW) {
6946                 em = create_io_em(inode, start, len, orig_start, block_start,
6947                                   block_len, orig_block_len, ram_bytes,
6948                                   BTRFS_COMPRESS_NONE, /* compress_type */
6949                                   type);
6950                 if (IS_ERR(em))
6951                         goto out;
6952         }
6953         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, len, len,
6954                                              block_start, block_len, 0,
6955                                              (1 << type) |
6956                                              (1 << BTRFS_ORDERED_DIRECT),
6957                                              BTRFS_COMPRESS_NONE);
6958         if (IS_ERR(ordered)) {
6959                 if (em) {
6960                         free_extent_map(em);
6961                         btrfs_drop_extent_map_range(inode, start,
6962                                                     start + len - 1, false);
6963                 }
6964                 em = ERR_CAST(ordered);
6965         } else {
6966                 ASSERT(!dio_data->ordered);
6967                 dio_data->ordered = ordered;
6968         }
6969  out:
6970
6971         return em;
6972 }
6973
6974 static struct extent_map *btrfs_new_extent_direct(struct btrfs_inode *inode,
6975                                                   struct btrfs_dio_data *dio_data,
6976                                                   u64 start, u64 len)
6977 {
6978         struct btrfs_root *root = inode->root;
6979         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
6980         struct extent_map *em;
6981         struct btrfs_key ins;
6982         u64 alloc_hint;
6983         int ret;
6984
6985         alloc_hint = get_extent_allocation_hint(inode, start, len);
6986         ret = btrfs_reserve_extent(root, len, len, fs_info->sectorsize,
6987                                    0, alloc_hint, &ins, 1, 1);
6988         if (ret)
6989                 return ERR_PTR(ret);
6990
6991         em = btrfs_create_dio_extent(inode, dio_data, start, ins.offset, start,
6992                                      ins.objectid, ins.offset, ins.offset,
6993                                      ins.offset, BTRFS_ORDERED_REGULAR);
6994         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
6995         if (IS_ERR(em))
6996                 btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset,
6997                                            1);
6998
6999         return em;
7000 }
7001
7002 static bool btrfs_extent_readonly(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 bytenr)
7003 {
7004         struct btrfs_block_group *block_group;
7005         bool readonly = false;
7006
7007         block_group = btrfs_lookup_block_group(fs_info, bytenr);
7008         if (!block_group || block_group->ro)
7009                 readonly = true;
7010         if (block_group)
7011                 btrfs_put_block_group(block_group);
7012         return readonly;
7013 }
7014
7015 /*
7016  * Check if we can do nocow write into the range [@offset, @offset + @len)
7017  *
7018  * @offset:     File offset
7019  * @len:        The length to write, will be updated to the nocow writeable
7020  *              range
7021  * @orig_start: (optional) Return the original file offset of the file extent
7022  * @orig_len:   (optional) Return the original on-disk length of the file extent
7023  * @ram_bytes:  (optional) Return the ram_bytes of the file extent
7024  * @strict:     if true, omit optimizations that might force us into unnecessary
7025  *              cow. e.g., don't trust generation number.
7026  *
7027  * Return:
7028  * >0   and update @len if we can do nocow write
7029  *  0   if we can't do nocow write
7030  * <0   if error happened
7031  *
7032  * NOTE: This only checks the file extents, caller is responsible to wait for
7033  *       any ordered extents.
7034  */
7035 noinline int can_nocow_extent(struct inode *inode, u64 offset, u64 *len,
7036                               u64 *orig_start, u64 *orig_block_len,
7037                               u64 *ram_bytes, bool nowait, bool strict)
7038 {
7039         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7040         struct can_nocow_file_extent_args nocow_args = { 0 };
7041         struct btrfs_path *path;
7042         int ret;
7043         struct extent_buffer *leaf;
7044         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
7045         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7046         struct btrfs_file_extent_item *fi;
7047         struct btrfs_key key;
7048         int found_type;
7049
7050         path = btrfs_alloc_path();
7051         if (!path)
7052                 return -ENOMEM;
7053         path->nowait = nowait;
7054
7055         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path,
7056                         btrfs_ino(BTRFS_I(inode)), offset, 0);
7057         if (ret < 0)
7058                 goto out;
7059
7060         if (ret == 1) {
7061                 if (path->slots[0] == 0) {
7062                         /* can't find the item, must cow */
7063                         ret = 0;
7064                         goto out;
7065                 }
7066                 path->slots[0]--;
7067         }
7068         ret = 0;
7069         leaf = path->nodes[0];
7070         btrfs_item_key_to_cpu(leaf, &key, path->slots[0]);
7071         if (key.objectid != btrfs_ino(BTRFS_I(inode)) ||
7072             key.type != BTRFS_EXTENT_DATA_KEY) {
7073                 /* not our file or wrong item type, must cow */
7074                 goto out;
7075         }
7076
7077         if (key.offset > offset) {
7078                 /* Wrong offset, must cow */
7079                 goto out;
7080         }
7081
7082         if (btrfs_file_extent_end(path) <= offset)
7083                 goto out;
7084
7085         fi = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
7086         found_type = btrfs_file_extent_type(leaf, fi);
7087         if (ram_bytes)
7088                 *ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, fi);
7089
7090         nocow_args.start = offset;
7091         nocow_args.end = offset + *len - 1;
7092         nocow_args.strict = strict;
7093         nocow_args.free_path = true;
7094
7095         ret = can_nocow_file_extent(path, &key, BTRFS_I(inode), &nocow_args);
7096         /* can_nocow_file_extent() has freed the path. */
7097         path = NULL;
7098
7099         if (ret != 1) {
7100                 /* Treat errors as not being able to NOCOW. */
7101                 ret = 0;
7102                 goto out;
7103         }
7104
7105         ret = 0;
7106         if (btrfs_extent_readonly(fs_info, nocow_args.disk_bytenr))
7107                 goto out;
7108
7109         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7110             found_type == BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC) {
7111                 u64 range_end;
7112
7113                 range_end = round_up(offset + nocow_args.num_bytes,
7114                                      root->fs_info->sectorsize) - 1;
7115                 ret = test_range_bit(io_tree, offset, range_end,
7116                                      EXTENT_DELALLOC, 0, NULL);
7117                 if (ret) {
7118                         ret = -EAGAIN;
7119                         goto out;
7120                 }
7121         }
7122
7123         if (orig_start)
7124                 *orig_start = key.offset - nocow_args.extent_offset;
7125         if (orig_block_len)
7126                 *orig_block_len = nocow_args.disk_num_bytes;
7127
7128         *len = nocow_args.num_bytes;
7129         ret = 1;
7130 out:
7131         btrfs_free_path(path);
7132         return ret;
7133 }
7134
7135 static int lock_extent_direct(struct inode *inode, u64 lockstart, u64 lockend,
7136                               struct extent_state **cached_state,
7137                               unsigned int iomap_flags)
7138 {
7139         const bool writing = (iomap_flags & IOMAP_WRITE);
7140         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7141         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
7142         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7143         int ret = 0;
7144
7145         while (1) {
7146                 if (nowait) {
7147                         if (!try_lock_extent(io_tree, lockstart, lockend,
7148                                              cached_state))
7149                                 return -EAGAIN;
7150                 } else {
7151                         lock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7152                 }
7153                 /*
7154                  * We're concerned with the entire range that we're going to be
7155                  * doing DIO to, so we need to make sure there's no ordered
7156                  * extents in this range.
7157                  */
7158                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), lockstart,
7159                                                      lockend - lockstart + 1);
7160
7161                 /*
7162                  * We need to make sure there are no buffered pages in this
7163                  * range either, we could have raced between the invalidate in
7164                  * generic_file_direct_write and locking the extent.  The
7165                  * invalidate needs to happen so that reads after a write do not
7166                  * get stale data.
7167                  */
7168                 if (!ordered &&
7169                     (!writing || !filemap_range_has_page(inode->i_mapping,
7170                                                          lockstart, lockend)))
7171                         break;
7172
7173                 unlock_extent(io_tree, lockstart, lockend, cached_state);
7174
7175                 if (ordered) {
7176                         if (nowait) {
7177                                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7178                                 ret = -EAGAIN;
7179                                 break;
7180                         }
7181                         /*
7182                          * If we are doing a DIO read and the ordered extent we
7183                          * found is for a buffered write, we can not wait for it
7184                          * to complete and retry, because if we do so we can
7185                          * deadlock with concurrent buffered writes on page
7186                          * locks. This happens only if our DIO read covers more
7187                          * than one extent map, if at this point has already
7188                          * created an ordered extent for a previous extent map
7189                          * and locked its range in the inode's io tree, and a
7190                          * concurrent write against that previous extent map's
7191                          * range and this range started (we unlock the ranges
7192                          * in the io tree only when the bios complete and
7193                          * buffered writes always lock pages before attempting
7194                          * to lock range in the io tree).
7195                          */
7196                         if (writing ||
7197                             test_bit(BTRFS_ORDERED_DIRECT, &ordered->flags))
7198                                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
7199                         else
7200                                 ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7201                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
7202                 } else {
7203                         /*
7204                          * We could trigger writeback for this range (and wait
7205                          * for it to complete) and then invalidate the pages for
7206                          * this range (through invalidate_inode_pages2_range()),
7207                          * but that can lead us to a deadlock with a concurrent
7208                          * call to readahead (a buffered read or a defrag call
7209                          * triggered a readahead) on a page lock due to an
7210                          * ordered dio extent we created before but did not have
7211                          * yet a corresponding bio submitted (whence it can not
7212                          * complete), which makes readahead wait for that
7213                          * ordered extent to complete while holding a lock on
7214                          * that page.
7215                          */
7216                         ret = nowait ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7217                 }
7218
7219                 if (ret)
7220                         break;
7221
7222                 cond_resched();
7223         }
7224
7225         return ret;
7226 }
7227
7228 /* The callers of this must take lock_extent() */
7229 static struct extent_map *create_io_em(struct btrfs_inode *inode, u64 start,
7230                                        u64 len, u64 orig_start, u64 block_start,
7231                                        u64 block_len, u64 orig_block_len,
7232                                        u64 ram_bytes, int compress_type,
7233                                        int type)
7234 {
7235         struct extent_map *em;
7236         int ret;
7237
7238         ASSERT(type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC ||
7239                type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED ||
7240                type == BTRFS_ORDERED_NOCOW ||
7241                type == BTRFS_ORDERED_REGULAR);
7242
7243         em = alloc_extent_map();
7244         if (!em)
7245                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7246
7247         em->start = start;
7248         em->orig_start = orig_start;
7249         em->len = len;
7250         em->block_len = block_len;
7251         em->block_start = block_start;
7252         em->orig_block_len = orig_block_len;
7253         em->ram_bytes = ram_bytes;
7254         em->generation = -1;
7255         set_bit(EXTENT_FLAG_PINNED, &em->flags);
7256         if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7257                 set_bit(EXTENT_FLAG_FILLING, &em->flags);
7258         } else if (type == BTRFS_ORDERED_COMPRESSED) {
7259                 set_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags);
7260                 em->compress_type = compress_type;
7261         }
7262
7263         ret = btrfs_replace_extent_map_range(inode, em, true);
7264         if (ret) {
7265                 free_extent_map(em);
7266                 return ERR_PTR(ret);
7267         }
7268
7269         /* em got 2 refs now, callers needs to do free_extent_map once. */
7270         return em;
7271 }
7272
7273
7274 static int btrfs_get_blocks_direct_write(struct extent_map **map,
7275                                          struct inode *inode,
7276                                          struct btrfs_dio_data *dio_data,
7277                                          u64 start, u64 *lenp,
7278                                          unsigned int iomap_flags)
7279 {
7280         const bool nowait = (iomap_flags & IOMAP_NOWAIT);
7281         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7282         struct extent_map *em = *map;
7283         int type;
7284         u64 block_start, orig_start, orig_block_len, ram_bytes;
7285         struct btrfs_block_group *bg;
7286         bool can_nocow = false;
7287         bool space_reserved = false;
7288         u64 len = *lenp;
7289         u64 prev_len;
7290         int ret = 0;
7291
7292         /*
7293          * We don't allocate a new extent in the following cases
7294          *
7295          * 1) The inode is marked as NODATACOW. In this case we'll just use the
7296          * existing extent.
7297          * 2) The extent is marked as PREALLOC. We're good to go here and can
7298          * just use the extent.
7299          *
7300          */
7301         if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) ||
7302             ((BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW) &&
7303              em->block_start != EXTENT_MAP_HOLE)) {
7304                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags))
7305                         type = BTRFS_ORDERED_PREALLOC;
7306                 else
7307                         type = BTRFS_ORDERED_NOCOW;
7308                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7309                 block_start = em->block_start + (start - em->start);
7310
7311                 if (can_nocow_extent(inode, start, &len, &orig_start,
7312                                      &orig_block_len, &ram_bytes, false, false) == 1) {
7313                         bg = btrfs_inc_nocow_writers(fs_info, block_start);
7314                         if (bg)
7315                                 can_nocow = true;
7316                 }
7317         }
7318
7319         prev_len = len;
7320         if (can_nocow) {
7321                 struct extent_map *em2;
7322
7323                 /* We can NOCOW, so only need to reserve metadata space. */
7324                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7325                                                       nowait);
7326                 if (ret < 0) {
7327                         /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7328                         free_extent_map(em);
7329                         *map = NULL;
7330                         btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7331                         if (nowait && (ret == -ENOSPC || ret == -EDQUOT))
7332                                 ret = -EAGAIN;
7333                         goto out;
7334                 }
7335                 space_reserved = true;
7336
7337                 em2 = btrfs_create_dio_extent(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len,
7338                                               orig_start, block_start,
7339                                               len, orig_block_len,
7340                                               ram_bytes, type);
7341                 btrfs_dec_nocow_writers(bg);
7342                 if (type == BTRFS_ORDERED_PREALLOC) {
7343                         free_extent_map(em);
7344                         *map = em2;
7345                         em = em2;
7346                 }
7347
7348                 if (IS_ERR(em2)) {
7349                         ret = PTR_ERR(em2);
7350                         goto out;
7351                 }
7352
7353                 dio_data->nocow_done = true;
7354         } else {
7355                 /* Our caller expects us to free the input extent map. */
7356                 free_extent_map(em);
7357                 *map = NULL;
7358
7359                 if (nowait) {
7360                         ret = -EAGAIN;
7361                         goto out;
7362                 }
7363
7364                 /*
7365                  * If we could not allocate data space before locking the file
7366                  * range and we can't do a NOCOW write, then we have to fail.
7367                  */
7368                 if (!dio_data->data_space_reserved) {
7369                         ret = -ENOSPC;
7370                         goto out;
7371                 }
7372
7373                 /*
7374                  * We have to COW and we have already reserved data space before,
7375                  * so now we reserve only metadata.
7376                  */
7377                 ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(BTRFS_I(inode), len, len,
7378                                                       false);
7379                 if (ret < 0)
7380                         goto out;
7381                 space_reserved = true;
7382
7383                 em = btrfs_new_extent_direct(BTRFS_I(inode), dio_data, start, len);
7384                 if (IS_ERR(em)) {
7385                         ret = PTR_ERR(em);
7386                         goto out;
7387                 }
7388                 *map = em;
7389                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7390                 if (len < prev_len)
7391                         btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode),
7392                                                         prev_len - len, true);
7393         }
7394
7395         /*
7396          * We have created our ordered extent, so we can now release our reservation
7397          * for an outstanding extent.
7398          */
7399         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), prev_len);
7400
7401         /*
7402          * Need to update the i_size under the extent lock so buffered
7403          * readers will get the updated i_size when we unlock.
7404          */
7405         if (start + len > i_size_read(inode))
7406                 i_size_write(inode, start + len);
7407 out:
7408         if (ret && space_reserved) {
7409                 btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), len);
7410                 btrfs_delalloc_release_metadata(BTRFS_I(inode), len, true);
7411         }
7412         *lenp = len;
7413         return ret;
7414 }
7415
7416 static int btrfs_dio_iomap_begin(struct inode *inode, loff_t start,
7417                 loff_t length, unsigned int flags, struct iomap *iomap,
7418                 struct iomap *srcmap)
7419 {
7420         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7421         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
7422         struct extent_map *em;
7423         struct extent_state *cached_state = NULL;
7424         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7425         u64 lockstart, lockend;
7426         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7427         int ret = 0;
7428         u64 len = length;
7429         const u64 data_alloc_len = length;
7430         bool unlock_extents = false;
7431
7432         /*
7433          * We could potentially fault if we have a buffer > PAGE_SIZE, and if
7434          * we're NOWAIT we may submit a bio for a partial range and return
7435          * EIOCBQUEUED, which would result in an errant short read.
7436          *
7437          * The best way to handle this would be to allow for partial completions
7438          * of iocb's, so we could submit the partial bio, return and fault in
7439          * the rest of the pages, and then submit the io for the rest of the
7440          * range.  However we don't have that currently, so simply return
7441          * -EAGAIN at this point so that the normal path is used.
7442          */
7443         if (!write && (flags & IOMAP_NOWAIT) && length > PAGE_SIZE)
7444                 return -EAGAIN;
7445
7446         /*
7447          * Cap the size of reads to that usually seen in buffered I/O as we need
7448          * to allocate a contiguous array for the checksums.
7449          */
7450         if (!write)
7451                 len = min_t(u64, len, fs_info->sectorsize * BTRFS_MAX_BIO_SECTORS);
7452
7453         lockstart = start;
7454         lockend = start + len - 1;
7455
7456         /*
7457          * iomap_dio_rw() only does filemap_write_and_wait_range(), which isn't
7458          * enough if we've written compressed pages to this area, so we need to
7459          * flush the dirty pages again to make absolutely sure that any
7460          * outstanding dirty pages are on disk - the first flush only starts
7461          * compression on the data, while keeping the pages locked, so by the
7462          * time the second flush returns we know bios for the compressed pages
7463          * were submitted and finished, and the pages no longer under writeback.
7464          *
7465          * If we have a NOWAIT request and we have any pages in the range that
7466          * are locked, likely due to compression still in progress, we don't want
7467          * to block on page locks. We also don't want to block on pages marked as
7468          * dirty or under writeback (same as for the non-compression case).
7469          * iomap_dio_rw() did the same check, but after that and before we got
7470          * here, mmap'ed writes may have happened or buffered reads started
7471          * (readpage() and readahead(), which lock pages), as we haven't locked
7472          * the file range yet.
7473          */
7474         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
7475                      &BTRFS_I(inode)->runtime_flags)) {
7476                 if (flags & IOMAP_NOWAIT) {
7477                         if (filemap_range_needs_writeback(inode->i_mapping,
7478                                                           lockstart, lockend))
7479                                 return -EAGAIN;
7480                 } else {
7481                         ret = filemap_fdatawrite_range(inode->i_mapping, start,
7482                                                        start + length - 1);
7483                         if (ret)
7484                                 return ret;
7485                 }
7486         }
7487
7488         memset(dio_data, 0, sizeof(*dio_data));
7489
7490         /*
7491          * We always try to allocate data space and must do it before locking
7492          * the file range, to avoid deadlocks with concurrent writes to the same
7493          * range if the range has several extents and the writes don't expand the
7494          * current i_size (the inode lock is taken in shared mode). If we fail to
7495          * allocate data space here we continue and later, after locking the
7496          * file range, we fail with ENOSPC only if we figure out we can not do a
7497          * NOCOW write.
7498          */
7499         if (write && !(flags & IOMAP_NOWAIT)) {
7500                 ret = btrfs_check_data_free_space(BTRFS_I(inode),
7501                                                   &dio_data->data_reserved,
7502                                                   start, data_alloc_len, false);
7503                 if (!ret)
7504                         dio_data->data_space_reserved = true;
7505                 else if (ret && !(BTRFS_I(inode)->flags &
7506                                   (BTRFS_INODE_NODATACOW | BTRFS_INODE_PREALLOC)))
7507                         goto err;
7508         }
7509
7510         /*
7511          * If this errors out it's because we couldn't invalidate pagecache for
7512          * this range and we need to fallback to buffered IO, or we are doing a
7513          * NOWAIT read/write and we need to block.
7514          */
7515         ret = lock_extent_direct(inode, lockstart, lockend, &cached_state, flags);
7516         if (ret < 0)
7517                 goto err;
7518
7519         em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
7520         if (IS_ERR(em)) {
7521                 ret = PTR_ERR(em);
7522                 goto unlock_err;
7523         }
7524
7525         /*
7526          * Ok for INLINE and COMPRESSED extents we need to fallback on buffered
7527          * io.  INLINE is special, and we could probably kludge it in here, but
7528          * it's still buffered so for safety lets just fall back to the generic
7529          * buffered path.
7530          *
7531          * For COMPRESSED we _have_ to read the entire extent in so we can
7532          * decompress it, so there will be buffering required no matter what we
7533          * do, so go ahead and fallback to buffered.
7534          *
7535          * We return -ENOTBLK because that's what makes DIO go ahead and go back
7536          * to buffered IO.  Don't blame me, this is the price we pay for using
7537          * the generic code.
7538          */
7539         if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags) ||
7540             em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
7541                 free_extent_map(em);
7542                 /*
7543                  * If we are in a NOWAIT context, return -EAGAIN in order to
7544                  * fallback to buffered IO. This is not only because we can
7545                  * block with buffered IO (no support for NOWAIT semantics at
7546                  * the moment) but also to avoid returning short reads to user
7547                  * space - this happens if we were able to read some data from
7548                  * previous non-compressed extents and then when we fallback to
7549                  * buffered IO, at btrfs_file_read_iter() by calling
7550                  * filemap_read(), we fail to fault in pages for the read buffer,
7551                  * in which case filemap_read() returns a short read (the number
7552                  * of bytes previously read is > 0, so it does not return -EFAULT).
7553                  */
7554                 ret = (flags & IOMAP_NOWAIT) ? -EAGAIN : -ENOTBLK;
7555                 goto unlock_err;
7556         }
7557
7558         len = min(len, em->len - (start - em->start));
7559
7560         /*
7561          * If we have a NOWAIT request and the range contains multiple extents
7562          * (or a mix of extents and holes), then we return -EAGAIN to make the
7563          * caller fallback to a context where it can do a blocking (without
7564          * NOWAIT) request. This way we avoid doing partial IO and returning
7565          * success to the caller, which is not optimal for writes and for reads
7566          * it can result in unexpected behaviour for an application.
7567          *
7568          * When doing a read, because we use IOMAP_DIO_PARTIAL when calling
7569          * iomap_dio_rw(), we can end up returning less data then what the caller
7570          * asked for, resulting in an unexpected, and incorrect, short read.
7571          * That is, the caller asked to read N bytes and we return less than that,
7572          * which is wrong unless we are crossing EOF. This happens if we get a
7573          * page fault error when trying to fault in pages for the buffer that is
7574          * associated to the struct iov_iter passed to iomap_dio_rw(), and we
7575          * have previously submitted bios for other extents in the range, in
7576          * which case iomap_dio_rw() may return us EIOCBQUEUED if not all of
7577          * those bios have completed by the time we get the page fault error,
7578          * which we return back to our caller - we should only return EIOCBQUEUED
7579          * after we have submitted bios for all the extents in the range.
7580          */
7581         if ((flags & IOMAP_NOWAIT) && len < length) {
7582                 free_extent_map(em);
7583                 ret = -EAGAIN;
7584                 goto unlock_err;
7585         }
7586
7587         if (write) {
7588                 ret = btrfs_get_blocks_direct_write(&em, inode, dio_data,
7589                                                     start, &len, flags);
7590                 if (ret < 0)
7591                         goto unlock_err;
7592                 unlock_extents = true;
7593                 /* Recalc len in case the new em is smaller than requested */
7594                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
7595                 if (dio_data->data_space_reserved) {
7596                         u64 release_offset;
7597                         u64 release_len = 0;
7598
7599                         if (dio_data->nocow_done) {
7600                                 release_offset = start;
7601                                 release_len = data_alloc_len;
7602                         } else if (len < data_alloc_len) {
7603                                 release_offset = start + len;
7604                                 release_len = data_alloc_len - len;
7605                         }
7606
7607                         if (release_len > 0)
7608                                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7609                                                                dio_data->data_reserved,
7610                                                                release_offset,
7611                                                                release_len);
7612                 }
7613         } else {
7614                 /*
7615                  * We need to unlock only the end area that we aren't using.
7616                  * The rest is going to be unlocked by the endio routine.
7617                  */
7618                 lockstart = start + len;
7619                 if (lockstart < lockend)
7620                         unlock_extents = true;
7621         }
7622
7623         if (unlock_extents)
7624                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7625                               &cached_state);
7626         else
7627                 free_extent_state(cached_state);
7628
7629         /*
7630          * Translate extent map information to iomap.
7631          * We trim the extents (and move the addr) even though iomap code does
7632          * that, since we have locked only the parts we are performing I/O in.
7633          */
7634         if ((em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) ||
7635             (test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags) && !write)) {
7636                 iomap->addr = IOMAP_NULL_ADDR;
7637                 iomap->type = IOMAP_HOLE;
7638         } else {
7639                 iomap->addr = em->block_start + (start - em->start);
7640                 iomap->type = IOMAP_MAPPED;
7641         }
7642         iomap->offset = start;
7643         iomap->bdev = fs_info->fs_devices->latest_dev->bdev;
7644         iomap->length = len;
7645         free_extent_map(em);
7646
7647         return 0;
7648
7649 unlock_err:
7650         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, lockstart, lockend,
7651                       &cached_state);
7652 err:
7653         if (dio_data->data_space_reserved) {
7654                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode),
7655                                                dio_data->data_reserved,
7656                                                start, data_alloc_len);
7657                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7658         }
7659
7660         return ret;
7661 }
7662
7663 static int btrfs_dio_iomap_end(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
7664                 ssize_t written, unsigned int flags, struct iomap *iomap)
7665 {
7666         struct iomap_iter *iter = container_of(iomap, struct iomap_iter, iomap);
7667         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7668         size_t submitted = dio_data->submitted;
7669         const bool write = !!(flags & IOMAP_WRITE);
7670         int ret = 0;
7671
7672         if (!write && (iomap->type == IOMAP_HOLE)) {
7673                 /* If reading from a hole, unlock and return */
7674                 unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos, pos + length - 1,
7675                               NULL);
7676                 return 0;
7677         }
7678
7679         if (submitted < length) {
7680                 pos += submitted;
7681                 length -= submitted;
7682                 if (write)
7683                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7684                                                     pos, length, false);
7685                 else
7686                         unlock_extent(&BTRFS_I(inode)->io_tree, pos,
7687                                       pos + length - 1, NULL);
7688                 ret = -ENOTBLK;
7689         }
7690         if (write) {
7691                 btrfs_put_ordered_extent(dio_data->ordered);
7692                 dio_data->ordered = NULL;
7693         }
7694
7695         if (write)
7696                 extent_changeset_free(dio_data->data_reserved);
7697         return ret;
7698 }
7699
7700 static void btrfs_dio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
7701 {
7702         struct btrfs_dio_private *dip =
7703                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7704         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
7705         struct bio *bio = &bbio->bio;
7706
7707         if (bio->bi_status) {
7708                 btrfs_warn(inode->root->fs_info,
7709                 "direct IO failed ino %llu op 0x%0x offset %#llx len %u err no %d",
7710                            btrfs_ino(inode), bio->bi_opf,
7711                            dip->file_offset, dip->bytes, bio->bi_status);
7712         }
7713
7714         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
7715                 btrfs_finish_ordered_extent(bbio->ordered, NULL,
7716                                             dip->file_offset, dip->bytes,
7717                                             !bio->bi_status);
7718         } else {
7719                 unlock_extent(&inode->io_tree, dip->file_offset,
7720                               dip->file_offset + dip->bytes - 1, NULL);
7721         }
7722
7723         bbio->bio.bi_private = bbio->private;
7724         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7725 }
7726
7727 static void btrfs_dio_submit_io(const struct iomap_iter *iter, struct bio *bio,
7728                                 loff_t file_offset)
7729 {
7730         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
7731         struct btrfs_dio_private *dip =
7732                 container_of(bbio, struct btrfs_dio_private, bbio);
7733         struct btrfs_dio_data *dio_data = iter->private;
7734
7735         btrfs_bio_init(bbio, BTRFS_I(iter->inode)->root->fs_info,
7736                        btrfs_dio_end_io, bio->bi_private);
7737         bbio->inode = BTRFS_I(iter->inode);
7738         bbio->file_offset = file_offset;
7739
7740         dip->file_offset = file_offset;
7741         dip->bytes = bio->bi_iter.bi_size;
7742
7743         dio_data->submitted += bio->bi_iter.bi_size;
7744
7745         /*
7746          * Check if we are doing a partial write.  If we are, we need to split
7747          * the ordered extent to match the submitted bio.  Hang on to the
7748          * remaining unfinishable ordered_extent in dio_data so that it can be
7749          * cancelled in iomap_end to avoid a deadlock wherein faulting the
7750          * remaining pages is blocked on the outstanding ordered extent.
7751          */
7752         if (iter->flags & IOMAP_WRITE) {
7753                 int ret;
7754
7755                 ret = btrfs_extract_ordered_extent(bbio, dio_data->ordered);
7756                 if (ret) {
7757                         btrfs_finish_ordered_extent(dio_data->ordered, NULL,
7758                                                     file_offset, dip->bytes,
7759                                                     !ret);
7760                         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
7761                         iomap_dio_bio_end_io(bio);
7762                         return;
7763                 }
7764         }
7765
7766         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
7767 }
7768
7769 static const struct iomap_ops btrfs_dio_iomap_ops = {
7770         .iomap_begin            = btrfs_dio_iomap_begin,
7771         .iomap_end              = btrfs_dio_iomap_end,
7772 };
7773
7774 static const struct iomap_dio_ops btrfs_dio_ops = {
7775         .submit_io              = btrfs_dio_submit_io,
7776         .bio_set                = &btrfs_dio_bioset,
7777 };
7778
7779 ssize_t btrfs_dio_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, size_t done_before)
7780 {
7781         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7782
7783         return iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7784                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7785 }
7786
7787 struct iomap_dio *btrfs_dio_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
7788                                   size_t done_before)
7789 {
7790         struct btrfs_dio_data data = { 0 };
7791
7792         return __iomap_dio_rw(iocb, iter, &btrfs_dio_iomap_ops, &btrfs_dio_ops,
7793                             IOMAP_DIO_PARTIAL, &data, done_before);
7794 }
7795
7796 static int btrfs_fiemap(struct inode *inode, struct fiemap_extent_info *fieinfo,
7797                         u64 start, u64 len)
7798 {
7799         int     ret;
7800
7801         ret = fiemap_prep(inode, fieinfo, start, &len, 0);
7802         if (ret)
7803                 return ret;
7804
7805         /*
7806          * fiemap_prep() called filemap_write_and_wait() for the whole possible
7807          * file range (0 to LLONG_MAX), but that is not enough if we have
7808          * compression enabled. The first filemap_fdatawrite_range() only kicks
7809          * in the compression of data (in an async thread) and will return
7810          * before the compression is done and writeback is started. A second
7811          * filemap_fdatawrite_range() is needed to wait for the compression to
7812          * complete and writeback to start. We also need to wait for ordered
7813          * extents to complete, because our fiemap implementation uses mainly
7814          * file extent items to list the extents, searching for extent maps
7815          * only for file ranges with holes or prealloc extents to figure out
7816          * if we have delalloc in those ranges.
7817          */
7818         if (fieinfo->fi_flags & FIEMAP_FLAG_SYNC) {
7819                 ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, LLONG_MAX);
7820                 if (ret)
7821                         return ret;
7822         }
7823
7824         return extent_fiemap(BTRFS_I(inode), fieinfo, start, len);
7825 }
7826
7827 static int btrfs_writepages(struct address_space *mapping,
7828                             struct writeback_control *wbc)
7829 {
7830         return extent_writepages(mapping, wbc);
7831 }
7832
7833 static void btrfs_readahead(struct readahead_control *rac)
7834 {
7835         extent_readahead(rac);
7836 }
7837
7838 /*
7839  * For release_folio() and invalidate_folio() we have a race window where
7840  * folio_end_writeback() is called but the subpage spinlock is not yet released.
7841  * If we continue to release/invalidate the page, we could cause use-after-free
7842  * for subpage spinlock.  So this function is to spin and wait for subpage
7843  * spinlock.
7844  */
7845 static void wait_subpage_spinlock(struct page *page)
7846 {
7847         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(page->mapping->host->i_sb);
7848         struct btrfs_subpage *subpage;
7849
7850         if (!btrfs_is_subpage(fs_info, page))
7851                 return;
7852
7853         ASSERT(PagePrivate(page) && page->private);
7854         subpage = (struct btrfs_subpage *)page->private;
7855
7856         /*
7857          * This may look insane as we just acquire the spinlock and release it,
7858          * without doing anything.  But we just want to make sure no one is
7859          * still holding the subpage spinlock.
7860          * And since the page is not dirty nor writeback, and we have page
7861          * locked, the only possible way to hold a spinlock is from the endio
7862          * function to clear page writeback.
7863          *
7864          * Here we just acquire the spinlock so that all existing callers
7865          * should exit and we're safe to release/invalidate the page.
7866          */
7867         spin_lock_irq(&subpage->lock);
7868         spin_unlock_irq(&subpage->lock);
7869 }
7870
7871 static bool __btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7872 {
7873         int ret = try_release_extent_mapping(&folio->page, gfp_flags);
7874
7875         if (ret == 1) {
7876                 wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7877                 clear_page_extent_mapped(&folio->page);
7878         }
7879         return ret;
7880 }
7881
7882 static bool btrfs_release_folio(struct folio *folio, gfp_t gfp_flags)
7883 {
7884         if (folio_test_writeback(folio) || folio_test_dirty(folio))
7885                 return false;
7886         return __btrfs_release_folio(folio, gfp_flags);
7887 }
7888
7889 #ifdef CONFIG_MIGRATION
7890 static int btrfs_migrate_folio(struct address_space *mapping,
7891                              struct folio *dst, struct folio *src,
7892                              enum migrate_mode mode)
7893 {
7894         int ret = filemap_migrate_folio(mapping, dst, src, mode);
7895
7896         if (ret != MIGRATEPAGE_SUCCESS)
7897                 return ret;
7898
7899         if (folio_test_ordered(src)) {
7900                 folio_clear_ordered(src);
7901                 folio_set_ordered(dst);
7902         }
7903
7904         return MIGRATEPAGE_SUCCESS;
7905 }
7906 #else
7907 #define btrfs_migrate_folio NULL
7908 #endif
7909
7910 static void btrfs_invalidate_folio(struct folio *folio, size_t offset,
7911                                  size_t length)
7912 {
7913         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(folio->mapping->host);
7914         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
7915         struct extent_io_tree *tree = &inode->io_tree;
7916         struct extent_state *cached_state = NULL;
7917         u64 page_start = folio_pos(folio);
7918         u64 page_end = page_start + folio_size(folio) - 1;
7919         u64 cur;
7920         int inode_evicting = inode->vfs_inode.i_state & I_FREEING;
7921
7922         /*
7923          * We have folio locked so no new ordered extent can be created on this
7924          * page, nor bio can be submitted for this folio.
7925          *
7926          * But already submitted bio can still be finished on this folio.
7927          * Furthermore, endio function won't skip folio which has Ordered
7928          * (Private2) already cleared, so it's possible for endio and
7929          * invalidate_folio to do the same ordered extent accounting twice
7930          * on one folio.
7931          *
7932          * So here we wait for any submitted bios to finish, so that we won't
7933          * do double ordered extent accounting on the same folio.
7934          */
7935         folio_wait_writeback(folio);
7936         wait_subpage_spinlock(&folio->page);
7937
7938         /*
7939          * For subpage case, we have call sites like
7940          * btrfs_punch_hole_lock_range() which passes range not aligned to
7941          * sectorsize.
7942          * If the range doesn't cover the full folio, we don't need to and
7943          * shouldn't clear page extent mapped, as folio->private can still
7944          * record subpage dirty bits for other part of the range.
7945          *
7946          * For cases that invalidate the full folio even the range doesn't
7947          * cover the full folio, like invalidating the last folio, we're
7948          * still safe to wait for ordered extent to finish.
7949          */
7950         if (!(offset == 0 && length == folio_size(folio))) {
7951                 btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
7952                 return;
7953         }
7954
7955         if (!inode_evicting)
7956                 lock_extent(tree, page_start, page_end, &cached_state);
7957
7958         cur = page_start;
7959         while (cur < page_end) {
7960                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
7961                 u64 range_end;
7962                 u32 range_len;
7963                 u32 extra_flags = 0;
7964
7965                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, cur,
7966                                                            page_end + 1 - cur);
7967                 if (!ordered) {
7968                         range_end = page_end;
7969                         /*
7970                          * No ordered extent covering this range, we are safe
7971                          * to delete all extent states in the range.
7972                          */
7973                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7974                         goto next;
7975                 }
7976                 if (ordered->file_offset > cur) {
7977                         /*
7978                          * There is a range between [cur, oe->file_offset) not
7979                          * covered by any ordered extent.
7980                          * We are safe to delete all extent states, and handle
7981                          * the ordered extent in the next iteration.
7982                          */
7983                         range_end = ordered->file_offset - 1;
7984                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
7985                         goto next;
7986                 }
7987
7988                 range_end = min(ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1,
7989                                 page_end);
7990                 ASSERT(range_end + 1 - cur < U32_MAX);
7991                 range_len = range_end + 1 - cur;
7992                 if (!btrfs_page_test_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len)) {
7993                         /*
7994                          * If Ordered (Private2) is cleared, it means endio has
7995                          * already been executed for the range.
7996                          * We can't delete the extent states as
7997                          * btrfs_finish_ordered_io() may still use some of them.
7998                          */
7999                         goto next;
8000                 }
8001                 btrfs_page_clear_ordered(fs_info, &folio->page, cur, range_len);
8002
8003                 /*
8004                  * IO on this page will never be started, so we need to account
8005                  * for any ordered extents now. Don't clear EXTENT_DELALLOC_NEW
8006                  * here, must leave that up for the ordered extent completion.
8007                  *
8008                  * This will also unlock the range for incoming
8009                  * btrfs_finish_ordered_io().
8010                  */
8011                 if (!inode_evicting)
8012                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end,
8013                                          EXTENT_DELALLOC |
8014                                          EXTENT_LOCKED | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8015                                          EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8016
8017                 spin_lock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8018                 set_bit(BTRFS_ORDERED_TRUNCATED, &ordered->flags);
8019                 ordered->truncated_len = min(ordered->truncated_len,
8020                                              cur - ordered->file_offset);
8021                 spin_unlock_irq(&inode->ordered_tree.lock);
8022
8023                 /*
8024                  * If the ordered extent has finished, we're safe to delete all
8025                  * the extent states of the range, otherwise
8026                  * btrfs_finish_ordered_io() will get executed by endio for
8027                  * other pages, so we can't delete extent states.
8028                  */
8029                 if (btrfs_dec_test_ordered_pending(inode, &ordered,
8030                                                    cur, range_end + 1 - cur)) {
8031                         btrfs_finish_ordered_io(ordered);
8032                         /*
8033                          * The ordered extent has finished, now we're again
8034                          * safe to delete all extent states of the range.
8035                          */
8036                         extra_flags = EXTENT_CLEAR_ALL_BITS;
8037                 }
8038 next:
8039                 if (ordered)
8040                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8041                 /*
8042                  * Qgroup reserved space handler
8043                  * Sector(s) here will be either:
8044                  *
8045                  * 1) Already written to disk or bio already finished
8046                  *    Then its QGROUP_RESERVED bit in io_tree is already cleared.
8047                  *    Qgroup will be handled by its qgroup_record then.
8048                  *    btrfs_qgroup_free_data() call will do nothing here.
8049                  *
8050                  * 2) Not written to disk yet
8051                  *    Then btrfs_qgroup_free_data() call will clear the
8052                  *    QGROUP_RESERVED bit of its io_tree, and free the qgroup
8053                  *    reserved data space.
8054                  *    Since the IO will never happen for this page.
8055                  */
8056                 btrfs_qgroup_free_data(inode, NULL, cur, range_end + 1 - cur);
8057                 if (!inode_evicting) {
8058                         clear_extent_bit(tree, cur, range_end, EXTENT_LOCKED |
8059                                  EXTENT_DELALLOC | EXTENT_UPTODATE |
8060                                  EXTENT_DO_ACCOUNTING | EXTENT_DEFRAG |
8061                                  extra_flags, &cached_state);
8062                 }
8063                 cur = range_end + 1;
8064         }
8065         /*
8066          * We have iterated through all ordered extents of the page, the page
8067          * should not have Ordered (Private2) anymore, or the above iteration
8068          * did something wrong.
8069          */
8070         ASSERT(!folio_test_ordered(folio));
8071         btrfs_page_clear_checked(fs_info, &folio->page, folio_pos(folio), folio_size(folio));
8072         if (!inode_evicting)
8073                 __btrfs_release_folio(folio, GFP_NOFS);
8074         clear_page_extent_mapped(&folio->page);
8075 }
8076
8077 /*
8078  * btrfs_page_mkwrite() is not allowed to change the file size as it gets
8079  * called from a page fault handler when a page is first dirtied. Hence we must
8080  * be careful to check for EOF conditions here. We set the page up correctly
8081  * for a written page which means we get ENOSPC checking when writing into
8082  * holes and correct delalloc and unwritten extent mapping on filesystems that
8083  * support these features.
8084  *
8085  * We are not allowed to take the i_mutex here so we have to play games to
8086  * protect against truncate races as the page could now be beyond EOF.  Because
8087  * truncate_setsize() writes the inode size before removing pages, once we have
8088  * the page lock we can determine safely if the page is beyond EOF. If it is not
8089  * beyond EOF, then the page is guaranteed safe against truncation until we
8090  * unlock the page.
8091  */
8092 vm_fault_t btrfs_page_mkwrite(struct vm_fault *vmf)
8093 {
8094         struct page *page = vmf->page;
8095         struct inode *inode = file_inode(vmf->vma->vm_file);
8096         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
8097         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
8098         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8099         struct extent_state *cached_state = NULL;
8100         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
8101         unsigned long zero_start;
8102         loff_t size;
8103         vm_fault_t ret;
8104         int ret2;
8105         int reserved = 0;
8106         u64 reserved_space;
8107         u64 page_start;
8108         u64 page_end;
8109         u64 end;
8110
8111         reserved_space = PAGE_SIZE;
8112
8113         sb_start_pagefault(inode->i_sb);
8114         page_start = page_offset(page);
8115         page_end = page_start + PAGE_SIZE - 1;
8116         end = page_end;
8117
8118         /*
8119          * Reserving delalloc space after obtaining the page lock can lead to
8120          * deadlock. For example, if a dirty page is locked by this function
8121          * and the call to btrfs_delalloc_reserve_space() ends up triggering
8122          * dirty page write out, then the btrfs_writepages() function could
8123          * end up waiting indefinitely to get a lock on the page currently
8124          * being processed by btrfs_page_mkwrite() function.
8125          */
8126         ret2 = btrfs_delalloc_reserve_space(BTRFS_I(inode), &data_reserved,
8127                                             page_start, reserved_space);
8128         if (!ret2) {
8129                 ret2 = file_update_time(vmf->vma->vm_file);
8130                 reserved = 1;
8131         }
8132         if (ret2) {
8133                 ret = vmf_error(ret2);
8134                 if (reserved)
8135                         goto out;
8136                 goto out_noreserve;
8137         }
8138
8139         ret = VM_FAULT_NOPAGE; /* make the VM retry the fault */
8140 again:
8141         down_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8142         lock_page(page);
8143         size = i_size_read(inode);
8144
8145         if ((page->mapping != inode->i_mapping) ||
8146             (page_start >= size)) {
8147                 /* page got truncated out from underneath us */
8148                 goto out_unlock;
8149         }
8150         wait_on_page_writeback(page);
8151
8152         lock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8153         ret2 = set_page_extent_mapped(page);
8154         if (ret2 < 0) {
8155                 ret = vmf_error(ret2);
8156                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8157                 goto out_unlock;
8158         }
8159
8160         /*
8161          * we can't set the delalloc bits if there are pending ordered
8162          * extents.  Drop our locks and wait for them to finish
8163          */
8164         ordered = btrfs_lookup_ordered_range(BTRFS_I(inode), page_start,
8165                         PAGE_SIZE);
8166         if (ordered) {
8167                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8168                 unlock_page(page);
8169                 up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8170                 btrfs_start_ordered_extent(ordered);
8171                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8172                 goto again;
8173         }
8174
8175         if (page->index == ((size - 1) >> PAGE_SHIFT)) {
8176                 reserved_space = round_up(size - page_start,
8177                                           fs_info->sectorsize);
8178                 if (reserved_space < PAGE_SIZE) {
8179                         end = page_start + reserved_space - 1;
8180                         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode),
8181                                         data_reserved, page_start,
8182                                         PAGE_SIZE - reserved_space, true);
8183                 }
8184         }
8185
8186         /*
8187          * page_mkwrite gets called when the page is firstly dirtied after it's
8188          * faulted in, but write(2) could also dirty a page and set delalloc
8189          * bits, thus in this case for space account reason, we still need to
8190          * clear any delalloc bits within this page range since we have to
8191          * reserve data&meta space before lock_page() (see above comments).
8192          */
8193         clear_extent_bit(&BTRFS_I(inode)->io_tree, page_start, end,
8194                           EXTENT_DELALLOC | EXTENT_DO_ACCOUNTING |
8195                           EXTENT_DEFRAG, &cached_state);
8196
8197         ret2 = btrfs_set_extent_delalloc(BTRFS_I(inode), page_start, end, 0,
8198                                         &cached_state);
8199         if (ret2) {
8200                 unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8201                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
8202                 goto out_unlock;
8203         }
8204
8205         /* page is wholly or partially inside EOF */
8206         if (page_start + PAGE_SIZE > size)
8207                 zero_start = offset_in_page(size);
8208         else
8209                 zero_start = PAGE_SIZE;
8210
8211         if (zero_start != PAGE_SIZE)
8212                 memzero_page(page, zero_start, PAGE_SIZE - zero_start);
8213
8214         btrfs_page_clear_checked(fs_info, page, page_start, PAGE_SIZE);
8215         btrfs_page_set_dirty(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8216         btrfs_page_set_uptodate(fs_info, page, page_start, end + 1 - page_start);
8217
8218         btrfs_set_inode_last_sub_trans(BTRFS_I(inode));
8219
8220         unlock_extent(io_tree, page_start, page_end, &cached_state);
8221         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8222
8223         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8224         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8225         extent_changeset_free(data_reserved);
8226         return VM_FAULT_LOCKED;
8227
8228 out_unlock:
8229         unlock_page(page);
8230         up_read(&BTRFS_I(inode)->i_mmap_lock);
8231 out:
8232         btrfs_delalloc_release_extents(BTRFS_I(inode), PAGE_SIZE);
8233         btrfs_delalloc_release_space(BTRFS_I(inode), data_reserved, page_start,
8234                                      reserved_space, (ret != 0));
8235 out_noreserve:
8236         sb_end_pagefault(inode->i_sb);
8237         extent_changeset_free(data_reserved);
8238         return ret;
8239 }
8240
8241 static int btrfs_truncate(struct btrfs_inode *inode, bool skip_writeback)
8242 {
8243         struct btrfs_truncate_control control = {
8244                 .inode = inode,
8245                 .ino = btrfs_ino(inode),
8246                 .min_type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY,
8247                 .clear_extent_range = true,
8248         };
8249         struct btrfs_root *root = inode->root;
8250         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
8251         struct btrfs_block_rsv *rsv;
8252         int ret;
8253         struct btrfs_trans_handle *trans;
8254         u64 mask = fs_info->sectorsize - 1;
8255         const u64 min_size = btrfs_calc_metadata_size(fs_info, 1);
8256
8257         if (!skip_writeback) {
8258                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode,
8259                                                inode->vfs_inode.i_size & (~mask),
8260                                                (u64)-1);
8261                 if (ret)
8262                         return ret;
8263         }
8264
8265         /*
8266          * Yes ladies and gentlemen, this is indeed ugly.  We have a couple of
8267          * things going on here:
8268          *
8269          * 1) We need to reserve space to update our inode.
8270          *
8271          * 2) We need to have something to cache all the space that is going to
8272          * be free'd up by the truncate operation, but also have some slack
8273          * space reserved in case it uses space during the truncate (thank you
8274          * very much snapshotting).
8275          *
8276          * And we need these to be separate.  The fact is we can use a lot of
8277          * space doing the truncate, and we have no earthly idea how much space
8278          * we will use, so we need the truncate reservation to be separate so it
8279          * doesn't end up using space reserved for updating the inode.  We also
8280          * need to be able to stop the transaction and start a new one, which
8281          * means we need to be able to update the inode several times, and we
8282          * have no idea of knowing how many times that will be, so we can't just
8283          * reserve 1 item for the entirety of the operation, so that has to be
8284          * done separately as well.
8285          *
8286          * So that leaves us with
8287          *
8288          * 1) rsv - for the truncate reservation, which we will steal from the
8289          * transaction reservation.
8290          * 2) fs_info->trans_block_rsv - this will have 1 items worth left for
8291          * updating the inode.
8292          */
8293         rsv = btrfs_alloc_block_rsv(fs_info, BTRFS_BLOCK_RSV_TEMP);
8294         if (!rsv)
8295                 return -ENOMEM;
8296         rsv->size = min_size;
8297         rsv->failfast = true;
8298
8299         /*
8300          * 1 for the truncate slack space
8301          * 1 for updating the inode.
8302          */
8303         trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8304         if (IS_ERR(trans)) {
8305                 ret = PTR_ERR(trans);
8306                 goto out;
8307         }
8308
8309         /* Migrate the slack space for the truncate to our reserve */
8310         ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv, rsv,
8311                                       min_size, false);
8312         /*
8313          * We have reserved 2 metadata units when we started the transaction and
8314          * min_size matches 1 unit, so this should never fail, but if it does,
8315          * it's not critical we just fail truncation.
8316          */
8317         if (WARN_ON(ret)) {
8318                 btrfs_end_transaction(trans);
8319                 goto out;
8320         }
8321
8322         trans->block_rsv = rsv;
8323
8324         while (1) {
8325                 struct extent_state *cached_state = NULL;
8326                 const u64 new_size = inode->vfs_inode.i_size;
8327                 const u64 lock_start = ALIGN_DOWN(new_size, fs_info->sectorsize);
8328
8329                 control.new_size = new_size;
8330                 lock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8331                 /*
8332                  * We want to drop from the next block forward in case this new
8333                  * size is not block aligned since we will be keeping the last
8334                  * block of the extent just the way it is.
8335                  */
8336                 btrfs_drop_extent_map_range(inode,
8337                                             ALIGN(new_size, fs_info->sectorsize),
8338                                             (u64)-1, false);
8339
8340                 ret = btrfs_truncate_inode_items(trans, root, &control);
8341
8342                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, control.sub_bytes);
8343                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, control.last_size);
8344
8345                 unlock_extent(&inode->io_tree, lock_start, (u64)-1, &cached_state);
8346
8347                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8348                 if (ret != -ENOSPC && ret != -EAGAIN)
8349                         break;
8350
8351                 ret = btrfs_update_inode(trans, inode);
8352                 if (ret)
8353                         break;
8354
8355                 btrfs_end_transaction(trans);
8356                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8357
8358                 trans = btrfs_start_transaction(root, 2);
8359                 if (IS_ERR(trans)) {
8360                         ret = PTR_ERR(trans);
8361                         trans = NULL;
8362                         break;
8363                 }
8364
8365                 btrfs_block_rsv_release(fs_info, rsv, -1, NULL);
8366                 ret = btrfs_block_rsv_migrate(&fs_info->trans_block_rsv,
8367                                               rsv, min_size, false);
8368                 /*
8369                  * We have reserved 2 metadata units when we started the
8370                  * transaction and min_size matches 1 unit, so this should never
8371                  * fail, but if it does, it's not critical we just fail truncation.
8372                  */
8373                 if (WARN_ON(ret))
8374                         break;
8375
8376                 trans->block_rsv = rsv;
8377         }
8378
8379         /*
8380          * We can't call btrfs_truncate_block inside a trans handle as we could
8381          * deadlock with freeze, if we got BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK then we
8382          * know we've truncated everything except the last little bit, and can
8383          * do btrfs_truncate_block and then update the disk_i_size.
8384          */
8385         if (ret == BTRFS_NEED_TRUNCATE_BLOCK) {
8386                 btrfs_end_transaction(trans);
8387                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8388
8389                 ret = btrfs_truncate_block(inode, inode->vfs_inode.i_size, 0, 0);
8390                 if (ret)
8391                         goto out;
8392                 trans = btrfs_start_transaction(root, 1);
8393                 if (IS_ERR(trans)) {
8394                         ret = PTR_ERR(trans);
8395                         goto out;
8396                 }
8397                 btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(inode, 0);
8398         }
8399
8400         if (trans) {
8401                 int ret2;
8402
8403                 trans->block_rsv = &fs_info->trans_block_rsv;
8404                 ret2 = btrfs_update_inode(trans, inode);
8405                 if (ret2 && !ret)
8406                         ret = ret2;
8407
8408                 ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8409                 if (ret2 && !ret)
8410                         ret = ret2;
8411                 btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
8412         }
8413 out:
8414         btrfs_free_block_rsv(fs_info, rsv);
8415         /*
8416          * So if we truncate and then write and fsync we normally would just
8417          * write the extents that changed, which is a problem if we need to
8418          * first truncate that entire inode.  So set this flag so we write out
8419          * all of the extents in the inode to the sync log so we're completely
8420          * safe.
8421          *
8422          * If no extents were dropped or trimmed we don't need to force the next
8423          * fsync to truncate all the inode's items from the log and re-log them
8424          * all. This means the truncate operation did not change the file size,
8425          * or changed it to a smaller size but there was only an implicit hole
8426          * between the old i_size and the new i_size, and there were no prealloc
8427          * extents beyond i_size to drop.
8428          */
8429         if (control.extents_found > 0)
8430                 btrfs_set_inode_full_sync(inode);
8431
8432         return ret;
8433 }
8434
8435 struct inode *btrfs_new_subvol_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8436                                      struct inode *dir)
8437 {
8438         struct inode *inode;
8439
8440         inode = new_inode(dir->i_sb);
8441         if (inode) {
8442                 /*
8443                  * Subvolumes don't inherit the sgid bit or the parent's gid if
8444                  * the parent's sgid bit is set. This is probably a bug.
8445                  */
8446                 inode_init_owner(idmap, inode, NULL,
8447                                  S_IFDIR | (~current_umask() & S_IRWXUGO));
8448                 inode->i_op = &btrfs_dir_inode_operations;
8449                 inode->i_fop = &btrfs_dir_file_operations;
8450         }
8451         return inode;
8452 }
8453
8454 struct inode *btrfs_alloc_inode(struct super_block *sb)
8455 {
8456         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(sb);
8457         struct btrfs_inode *ei;
8458         struct inode *inode;
8459
8460         ei = alloc_inode_sb(sb, btrfs_inode_cachep, GFP_KERNEL);
8461         if (!ei)
8462                 return NULL;
8463
8464         ei->root = NULL;
8465         ei->generation = 0;
8466         ei->last_trans = 0;
8467         ei->last_sub_trans = 0;
8468         ei->logged_trans = 0;
8469         ei->delalloc_bytes = 0;
8470         ei->new_delalloc_bytes = 0;
8471         ei->defrag_bytes = 0;
8472         ei->disk_i_size = 0;
8473         ei->flags = 0;
8474         ei->ro_flags = 0;
8475         ei->csum_bytes = 0;
8476         ei->index_cnt = (u64)-1;
8477         ei->dir_index = 0;
8478         ei->last_unlink_trans = 0;
8479         ei->last_reflink_trans = 0;
8480         ei->last_log_commit = 0;
8481
8482         spin_lock_init(&ei->lock);
8483         ei->outstanding_extents = 0;
8484         if (sb->s_magic != BTRFS_TEST_MAGIC)
8485                 btrfs_init_metadata_block_rsv(fs_info, &ei->block_rsv,
8486                                               BTRFS_BLOCK_RSV_DELALLOC);
8487         ei->runtime_flags = 0;
8488         ei->prop_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8489         ei->defrag_compress = BTRFS_COMPRESS_NONE;
8490
8491         ei->delayed_node = NULL;
8492
8493         ei->i_otime.tv_sec = 0;
8494         ei->i_otime.tv_nsec = 0;
8495
8496         inode = &ei->vfs_inode;
8497         extent_map_tree_init(&ei->extent_tree);
8498         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->io_tree, IO_TREE_INODE_IO);
8499         ei->io_tree.inode = ei;
8500         extent_io_tree_init(fs_info, &ei->file_extent_tree,
8501                             IO_TREE_INODE_FILE_EXTENT);
8502         mutex_init(&ei->log_mutex);
8503         btrfs_ordered_inode_tree_init(&ei->ordered_tree);
8504         INIT_LIST_HEAD(&ei->delalloc_inodes);
8505         INIT_LIST_HEAD(&ei->delayed_iput);
8506         RB_CLEAR_NODE(&ei->rb_node);
8507         init_rwsem(&ei->i_mmap_lock);
8508
8509         return inode;
8510 }
8511
8512 #ifdef CONFIG_BTRFS_FS_RUN_SANITY_TESTS
8513 void btrfs_test_destroy_inode(struct inode *inode)
8514 {
8515         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), 0, (u64)-1, false);
8516         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8517 }
8518 #endif
8519
8520 void btrfs_free_inode(struct inode *inode)
8521 {
8522         kmem_cache_free(btrfs_inode_cachep, BTRFS_I(inode));
8523 }
8524
8525 void btrfs_destroy_inode(struct inode *vfs_inode)
8526 {
8527         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
8528         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(vfs_inode);
8529         struct btrfs_root *root = inode->root;
8530         bool freespace_inode;
8531
8532         WARN_ON(!hlist_empty(&vfs_inode->i_dentry));
8533         WARN_ON(vfs_inode->i_data.nrpages);
8534         WARN_ON(inode->block_rsv.reserved);
8535         WARN_ON(inode->block_rsv.size);
8536         WARN_ON(inode->outstanding_extents);
8537         if (!S_ISDIR(vfs_inode->i_mode)) {
8538                 WARN_ON(inode->delalloc_bytes);
8539                 WARN_ON(inode->new_delalloc_bytes);
8540         }
8541         WARN_ON(inode->csum_bytes);
8542         WARN_ON(inode->defrag_bytes);
8543
8544         /*
8545          * This can happen where we create an inode, but somebody else also
8546          * created the same inode and we need to destroy the one we already
8547          * created.
8548          */
8549         if (!root)
8550                 return;
8551
8552         /*
8553          * If this is a free space inode do not take the ordered extents lockdep
8554          * map.
8555          */
8556         freespace_inode = btrfs_is_free_space_inode(inode);
8557
8558         while (1) {
8559                 ordered = btrfs_lookup_first_ordered_extent(inode, (u64)-1);
8560                 if (!ordered)
8561                         break;
8562                 else {
8563                         btrfs_err(root->fs_info,
8564                                   "found ordered extent %llu %llu on inode cleanup",
8565                                   ordered->file_offset, ordered->num_bytes);
8566
8567                         if (!freespace_inode)
8568                                 btrfs_lockdep_acquire(root->fs_info, btrfs_ordered_extent);
8569
8570                         btrfs_remove_ordered_extent(inode, ordered);
8571                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8572                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
8573                 }
8574         }
8575         btrfs_qgroup_check_reserved_leak(inode);
8576         inode_tree_del(inode);
8577         btrfs_drop_extent_map_range(inode, 0, (u64)-1, false);
8578         btrfs_inode_clear_file_extent_range(inode, 0, (u64)-1);
8579         btrfs_put_root(inode->root);
8580 }
8581
8582 int btrfs_drop_inode(struct inode *inode)
8583 {
8584         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
8585
8586         if (root == NULL)
8587                 return 1;
8588
8589         /* the snap/subvol tree is on deleting */
8590         if (btrfs_root_refs(&root->root_item) == 0)
8591                 return 1;
8592         else
8593                 return generic_drop_inode(inode);
8594 }
8595
8596 static void init_once(void *foo)
8597 {
8598         struct btrfs_inode *ei = foo;
8599
8600         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
8601 }
8602
8603 void __cold btrfs_destroy_cachep(void)
8604 {
8605         /*
8606          * Make sure all delayed rcu free inodes are flushed before we
8607          * destroy cache.
8608          */
8609         rcu_barrier();
8610         bioset_exit(&btrfs_dio_bioset);
8611         kmem_cache_destroy(btrfs_inode_cachep);
8612 }
8613
8614 int __init btrfs_init_cachep(void)
8615 {
8616         btrfs_inode_cachep = kmem_cache_create("btrfs_inode",
8617                         sizeof(struct btrfs_inode), 0,
8618                         SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT,
8619                         init_once);
8620         if (!btrfs_inode_cachep)
8621                 goto fail;
8622
8623         if (bioset_init(&btrfs_dio_bioset, BIO_POOL_SIZE,
8624                         offsetof(struct btrfs_dio_private, bbio.bio),
8625                         BIOSET_NEED_BVECS))
8626                 goto fail;
8627
8628         return 0;
8629 fail:
8630         btrfs_destroy_cachep();
8631         return -ENOMEM;
8632 }
8633
8634 static int btrfs_getattr(struct mnt_idmap *idmap,
8635                          const struct path *path, struct kstat *stat,
8636                          u32 request_mask, unsigned int flags)
8637 {
8638         u64 delalloc_bytes;
8639         u64 inode_bytes;
8640         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
8641         u32 blocksize = inode->i_sb->s_blocksize;
8642         u32 bi_flags = BTRFS_I(inode)->flags;
8643         u32 bi_ro_flags = BTRFS_I(inode)->ro_flags;
8644
8645         stat->result_mask |= STATX_BTIME;
8646         stat->btime.tv_sec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_sec;
8647         stat->btime.tv_nsec = BTRFS_I(inode)->i_otime.tv_nsec;
8648         if (bi_flags & BTRFS_INODE_APPEND)
8649                 stat->attributes |= STATX_ATTR_APPEND;
8650         if (bi_flags & BTRFS_INODE_COMPRESS)
8651                 stat->attributes |= STATX_ATTR_COMPRESSED;
8652         if (bi_flags & BTRFS_INODE_IMMUTABLE)
8653                 stat->attributes |= STATX_ATTR_IMMUTABLE;
8654         if (bi_flags & BTRFS_INODE_NODUMP)
8655                 stat->attributes |= STATX_ATTR_NODUMP;
8656         if (bi_ro_flags & BTRFS_INODE_RO_VERITY)
8657                 stat->attributes |= STATX_ATTR_VERITY;
8658
8659         stat->attributes_mask |= (STATX_ATTR_APPEND |
8660                                   STATX_ATTR_COMPRESSED |
8661                                   STATX_ATTR_IMMUTABLE |
8662                                   STATX_ATTR_NODUMP);
8663
8664         generic_fillattr(idmap, request_mask, inode, stat);
8665         stat->dev = BTRFS_I(inode)->root->anon_dev;
8666
8667         spin_lock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8668         delalloc_bytes = BTRFS_I(inode)->new_delalloc_bytes;
8669         inode_bytes = inode_get_bytes(inode);
8670         spin_unlock(&BTRFS_I(inode)->lock);
8671         stat->blocks = (ALIGN(inode_bytes, blocksize) +
8672                         ALIGN(delalloc_bytes, blocksize)) >> SECTOR_SHIFT;
8673         return 0;
8674 }
8675
8676 static int btrfs_rename_exchange(struct inode *old_dir,
8677                               struct dentry *old_dentry,
8678                               struct inode *new_dir,
8679                               struct dentry *new_dentry)
8680 {
8681         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8682         struct btrfs_trans_handle *trans;
8683         unsigned int trans_num_items;
8684         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8685         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8686         struct inode *new_inode = new_dentry->d_inode;
8687         struct inode *old_inode = old_dentry->d_inode;
8688         struct btrfs_rename_ctx old_rename_ctx;
8689         struct btrfs_rename_ctx new_rename_ctx;
8690         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8691         u64 new_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode));
8692         u64 old_idx = 0;
8693         u64 new_idx = 0;
8694         int ret;
8695         int ret2;
8696         bool need_abort = false;
8697         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8698         struct fscrypt_str *old_name, *new_name;
8699
8700         /*
8701          * For non-subvolumes allow exchange only within one subvolume, in the
8702          * same inode namespace. Two subvolumes (represented as directory) can
8703          * be exchanged as they're a logical link and have a fixed inode number.
8704          */
8705         if (root != dest &&
8706             (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8707              new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8708                 return -EXDEV;
8709
8710         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8711         if (ret)
8712                 return ret;
8713
8714         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8715         if (ret) {
8716                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8717                 return ret;
8718         }
8719
8720         old_name = &old_fname.disk_name;
8721         new_name = &new_fname.disk_name;
8722
8723         /* close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
8724         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8725             new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8726                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
8727
8728         /*
8729          * For each inode:
8730          * 1 to remove old dir item
8731          * 1 to remove old dir index
8732          * 1 to add new dir item
8733          * 1 to add new dir index
8734          * 1 to update parent inode
8735          *
8736          * If the parents are the same, we only need to account for one
8737          */
8738         trans_num_items = (old_dir == new_dir ? 9 : 10);
8739         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8740                 /*
8741                  * 1 to remove old root ref
8742                  * 1 to remove old root backref
8743                  * 1 to add new root ref
8744                  * 1 to add new root backref
8745                  */
8746                 trans_num_items += 4;
8747         } else {
8748                 /*
8749                  * 1 to update inode item
8750                  * 1 to remove old inode ref
8751                  * 1 to add new inode ref
8752                  */
8753                 trans_num_items += 3;
8754         }
8755         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8756                 trans_num_items += 4;
8757         else
8758                 trans_num_items += 3;
8759         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
8760         if (IS_ERR(trans)) {
8761                 ret = PTR_ERR(trans);
8762                 goto out_notrans;
8763         }
8764
8765         if (dest != root) {
8766                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
8767                 if (ret)
8768                         goto out_fail;
8769         }
8770
8771         /*
8772          * We need to find a free sequence number both in the source and
8773          * in the destination directory for the exchange.
8774          */
8775         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &old_idx);
8776         if (ret)
8777                 goto out_fail;
8778         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(old_dir), &new_idx);
8779         if (ret)
8780                 goto out_fail;
8781
8782         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
8783         BTRFS_I(new_inode)->dir_index = 0ULL;
8784
8785         /* Reference for the source. */
8786         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8787                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8788                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8789         } else {
8790                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, new_name, old_ino,
8791                                              btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
8792                                              old_idx);
8793                 if (ret)
8794                         goto out_fail;
8795                 need_abort = true;
8796         }
8797
8798         /* And now for the dest. */
8799         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8800                 /* force full log commit if subvolume involved. */
8801                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
8802         } else {
8803                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, root, old_name, new_ino,
8804                                              btrfs_ino(BTRFS_I(old_dir)),
8805                                              new_idx);
8806                 if (ret) {
8807                         if (need_abort)
8808                                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8809                         goto out_fail;
8810                 }
8811         }
8812
8813         /* Update inode version and ctime/mtime. */
8814         inode_inc_iversion(old_dir);
8815         inode_inc_iversion(new_dir);
8816         inode_inc_iversion(old_inode);
8817         inode_inc_iversion(new_inode);
8818         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
8819
8820         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent) {
8821                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
8822                                         BTRFS_I(old_inode), true);
8823                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(new_dir),
8824                                         BTRFS_I(new_inode), true);
8825         }
8826
8827         /* src is a subvolume */
8828         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8829                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
8830         } else { /* src is an inode */
8831                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
8832                                            BTRFS_I(old_dentry->d_inode),
8833                                            old_name, &old_rename_ctx);
8834                 if (!ret)
8835                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
8836         }
8837         if (ret) {
8838                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8839                 goto out_fail;
8840         }
8841
8842         /* dest is a subvolume */
8843         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
8844                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
8845         } else { /* dest is an inode */
8846                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
8847                                            BTRFS_I(new_dentry->d_inode),
8848                                            new_name, &new_rename_ctx);
8849                 if (!ret)
8850                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(new_inode));
8851         }
8852         if (ret) {
8853                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8854                 goto out_fail;
8855         }
8856
8857         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
8858                              new_name, 0, old_idx);
8859         if (ret) {
8860                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8861                 goto out_fail;
8862         }
8863
8864         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(old_dir), BTRFS_I(new_inode),
8865                              old_name, 0, new_idx);
8866         if (ret) {
8867                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
8868                 goto out_fail;
8869         }
8870
8871         if (old_inode->i_nlink == 1)
8872                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = old_idx;
8873         if (new_inode->i_nlink == 1)
8874                 BTRFS_I(new_inode)->dir_index = new_idx;
8875
8876         /*
8877          * Now pin the logs of the roots. We do it to ensure that no other task
8878          * can sync the logs while we are in progress with the rename, because
8879          * that could result in an inconsistency in case any of the inodes that
8880          * are part of this rename operation were logged before.
8881          */
8882         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8883                 btrfs_pin_log_trans(root);
8884         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8885                 btrfs_pin_log_trans(dest);
8886
8887         /* Do the log updates for all inodes. */
8888         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8889                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
8890                                    old_rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
8891         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8892                 btrfs_log_new_name(trans, new_dentry, BTRFS_I(new_dir),
8893                                    new_rename_ctx.index, old_dentry->d_parent);
8894
8895         /* Now unpin the logs. */
8896         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8897                 btrfs_end_log_trans(root);
8898         if (new_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8899                 btrfs_end_log_trans(dest);
8900 out_fail:
8901         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
8902         ret = ret ? ret : ret2;
8903 out_notrans:
8904         if (new_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID ||
8905             old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
8906                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
8907
8908         fscrypt_free_filename(&new_fname);
8909         fscrypt_free_filename(&old_fname);
8910         return ret;
8911 }
8912
8913 static struct inode *new_whiteout_inode(struct mnt_idmap *idmap,
8914                                         struct inode *dir)
8915 {
8916         struct inode *inode;
8917
8918         inode = new_inode(dir->i_sb);
8919         if (inode) {
8920                 inode_init_owner(idmap, inode, dir,
8921                                  S_IFCHR | WHITEOUT_MODE);
8922                 inode->i_op = &btrfs_special_inode_operations;
8923                 init_special_inode(inode, inode->i_mode, WHITEOUT_DEV);
8924         }
8925         return inode;
8926 }
8927
8928 static int btrfs_rename(struct mnt_idmap *idmap,
8929                         struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry,
8930                         struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry,
8931                         unsigned int flags)
8932 {
8933         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(old_dir->i_sb);
8934         struct btrfs_new_inode_args whiteout_args = {
8935                 .dir = old_dir,
8936                 .dentry = old_dentry,
8937         };
8938         struct btrfs_trans_handle *trans;
8939         unsigned int trans_num_items;
8940         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(old_dir)->root;
8941         struct btrfs_root *dest = BTRFS_I(new_dir)->root;
8942         struct inode *new_inode = d_inode(new_dentry);
8943         struct inode *old_inode = d_inode(old_dentry);
8944         struct btrfs_rename_ctx rename_ctx;
8945         u64 index = 0;
8946         int ret;
8947         int ret2;
8948         u64 old_ino = btrfs_ino(BTRFS_I(old_inode));
8949         struct fscrypt_name old_fname, new_fname;
8950
8951         if (btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)) == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)
8952                 return -EPERM;
8953
8954         /* we only allow rename subvolume link between subvolumes */
8955         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID && root != dest)
8956                 return -EXDEV;
8957
8958         if (old_ino == BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID ||
8959             (new_inode && btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID))
8960                 return -ENOTEMPTY;
8961
8962         if (S_ISDIR(old_inode->i_mode) && new_inode &&
8963             new_inode->i_size > BTRFS_EMPTY_DIR_SIZE)
8964                 return -ENOTEMPTY;
8965
8966         ret = fscrypt_setup_filename(old_dir, &old_dentry->d_name, 0, &old_fname);
8967         if (ret)
8968                 return ret;
8969
8970         ret = fscrypt_setup_filename(new_dir, &new_dentry->d_name, 0, &new_fname);
8971         if (ret) {
8972                 fscrypt_free_filename(&old_fname);
8973                 return ret;
8974         }
8975
8976         /* check for collisions, even if the  name isn't there */
8977         ret = btrfs_check_dir_item_collision(dest, new_dir->i_ino, &new_fname.disk_name);
8978         if (ret) {
8979                 if (ret == -EEXIST) {
8980                         /* we shouldn't get
8981                          * eexist without a new_inode */
8982                         if (WARN_ON(!new_inode)) {
8983                                 goto out_fscrypt_names;
8984                         }
8985                 } else {
8986                         /* maybe -EOVERFLOW */
8987                         goto out_fscrypt_names;
8988                 }
8989         }
8990         ret = 0;
8991
8992         /*
8993          * we're using rename to replace one file with another.  Start IO on it
8994          * now so  we don't add too much work to the end of the transaction
8995          */
8996         if (new_inode && S_ISREG(old_inode->i_mode) && new_inode->i_size)
8997                 filemap_flush(old_inode->i_mapping);
8998
8999         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9000                 whiteout_args.inode = new_whiteout_inode(idmap, old_dir);
9001                 if (!whiteout_args.inode) {
9002                         ret = -ENOMEM;
9003                         goto out_fscrypt_names;
9004                 }
9005                 ret = btrfs_new_inode_prepare(&whiteout_args, &trans_num_items);
9006                 if (ret)
9007                         goto out_whiteout_inode;
9008         } else {
9009                 /* 1 to update the old parent inode. */
9010                 trans_num_items = 1;
9011         }
9012
9013         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID) {
9014                 /* Close the race window with snapshot create/destroy ioctl */
9015                 down_read(&fs_info->subvol_sem);
9016                 /*
9017                  * 1 to remove old root ref
9018                  * 1 to remove old root backref
9019                  * 1 to add new root ref
9020                  * 1 to add new root backref
9021                  */
9022                 trans_num_items += 4;
9023         } else {
9024                 /*
9025                  * 1 to update inode
9026                  * 1 to remove old inode ref
9027                  * 1 to add new inode ref
9028                  */
9029                 trans_num_items += 3;
9030         }
9031         /*
9032          * 1 to remove old dir item
9033          * 1 to remove old dir index
9034          * 1 to add new dir item
9035          * 1 to add new dir index
9036          */
9037         trans_num_items += 4;
9038         /* 1 to update new parent inode if it's not the same as the old parent */
9039         if (new_dir != old_dir)
9040                 trans_num_items++;
9041         if (new_inode) {
9042                 /*
9043                  * 1 to update inode
9044                  * 1 to remove inode ref
9045                  * 1 to remove dir item
9046                  * 1 to remove dir index
9047                  * 1 to possibly add orphan item
9048                  */
9049                 trans_num_items += 5;
9050         }
9051         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9052         if (IS_ERR(trans)) {
9053                 ret = PTR_ERR(trans);
9054                 goto out_notrans;
9055         }
9056
9057         if (dest != root) {
9058                 ret = btrfs_record_root_in_trans(trans, dest);
9059                 if (ret)
9060                         goto out_fail;
9061         }
9062
9063         ret = btrfs_set_inode_index(BTRFS_I(new_dir), &index);
9064         if (ret)
9065                 goto out_fail;
9066
9067         BTRFS_I(old_inode)->dir_index = 0ULL;
9068         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9069                 /* force full log commit if subvolume involved. */
9070                 btrfs_set_log_full_commit(trans);
9071         } else {
9072                 ret = btrfs_insert_inode_ref(trans, dest, &new_fname.disk_name,
9073                                              old_ino, btrfs_ino(BTRFS_I(new_dir)),
9074                                              index);
9075                 if (ret)
9076                         goto out_fail;
9077         }
9078
9079         inode_inc_iversion(old_dir);
9080         inode_inc_iversion(new_dir);
9081         inode_inc_iversion(old_inode);
9082         simple_rename_timestamp(old_dir, old_dentry, new_dir, new_dentry);
9083
9084         if (old_dentry->d_parent != new_dentry->d_parent)
9085                 btrfs_record_unlink_dir(trans, BTRFS_I(old_dir),
9086                                         BTRFS_I(old_inode), true);
9087
9088         if (unlikely(old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)) {
9089                 ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(old_dir), old_dentry);
9090         } else {
9091                 ret = __btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(old_dir),
9092                                            BTRFS_I(d_inode(old_dentry)),
9093                                            &old_fname.disk_name, &rename_ctx);
9094                 if (!ret)
9095                         ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(old_inode));
9096         }
9097         if (ret) {
9098                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9099                 goto out_fail;
9100         }
9101
9102         if (new_inode) {
9103                 inode_inc_iversion(new_inode);
9104                 if (unlikely(btrfs_ino(BTRFS_I(new_inode)) ==
9105                              BTRFS_EMPTY_SUBVOL_DIR_OBJECTID)) {
9106                         ret = btrfs_unlink_subvol(trans, BTRFS_I(new_dir), new_dentry);
9107                         BUG_ON(new_inode->i_nlink == 0);
9108                 } else {
9109                         ret = btrfs_unlink_inode(trans, BTRFS_I(new_dir),
9110                                                  BTRFS_I(d_inode(new_dentry)),
9111                                                  &new_fname.disk_name);
9112                 }
9113                 if (!ret && new_inode->i_nlink == 0)
9114                         ret = btrfs_orphan_add(trans,
9115                                         BTRFS_I(d_inode(new_dentry)));
9116                 if (ret) {
9117                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9118                         goto out_fail;
9119                 }
9120         }
9121
9122         ret = btrfs_add_link(trans, BTRFS_I(new_dir), BTRFS_I(old_inode),
9123                              &new_fname.disk_name, 0, index);
9124         if (ret) {
9125                 btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9126                 goto out_fail;
9127         }
9128
9129         if (old_inode->i_nlink == 1)
9130                 BTRFS_I(old_inode)->dir_index = index;
9131
9132         if (old_ino != BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9133                 btrfs_log_new_name(trans, old_dentry, BTRFS_I(old_dir),
9134                                    rename_ctx.index, new_dentry->d_parent);
9135
9136         if (flags & RENAME_WHITEOUT) {
9137                 ret = btrfs_create_new_inode(trans, &whiteout_args);
9138                 if (ret) {
9139                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9140                         goto out_fail;
9141                 } else {
9142                         unlock_new_inode(whiteout_args.inode);
9143                         iput(whiteout_args.inode);
9144                         whiteout_args.inode = NULL;
9145                 }
9146         }
9147 out_fail:
9148         ret2 = btrfs_end_transaction(trans);
9149         ret = ret ? ret : ret2;
9150 out_notrans:
9151         if (old_ino == BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID)
9152                 up_read(&fs_info->subvol_sem);
9153         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9154                 btrfs_new_inode_args_destroy(&whiteout_args);
9155 out_whiteout_inode:
9156         if (flags & RENAME_WHITEOUT)
9157                 iput(whiteout_args.inode);
9158 out_fscrypt_names:
9159         fscrypt_free_filename(&old_fname);
9160         fscrypt_free_filename(&new_fname);
9161         return ret;
9162 }
9163
9164 static int btrfs_rename2(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *old_dir,
9165                          struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir,
9166                          struct dentry *new_dentry, unsigned int flags)
9167 {
9168         int ret;
9169
9170         if (flags & ~(RENAME_NOREPLACE | RENAME_EXCHANGE | RENAME_WHITEOUT))
9171                 return -EINVAL;
9172
9173         if (flags & RENAME_EXCHANGE)
9174                 ret = btrfs_rename_exchange(old_dir, old_dentry, new_dir,
9175                                             new_dentry);
9176         else
9177                 ret = btrfs_rename(idmap, old_dir, old_dentry, new_dir,
9178                                    new_dentry, flags);
9179
9180         btrfs_btree_balance_dirty(BTRFS_I(new_dir)->root->fs_info);
9181
9182         return ret;
9183 }
9184
9185 struct btrfs_delalloc_work {
9186         struct inode *inode;
9187         struct completion completion;
9188         struct list_head list;
9189         struct btrfs_work work;
9190 };
9191
9192 static void btrfs_run_delalloc_work(struct btrfs_work *work)
9193 {
9194         struct btrfs_delalloc_work *delalloc_work;
9195         struct inode *inode;
9196
9197         delalloc_work = container_of(work, struct btrfs_delalloc_work,
9198                                      work);
9199         inode = delalloc_work->inode;
9200         filemap_flush(inode->i_mapping);
9201         if (test_bit(BTRFS_INODE_HAS_ASYNC_EXTENT,
9202                                 &BTRFS_I(inode)->runtime_flags))
9203                 filemap_flush(inode->i_mapping);
9204
9205         iput(inode);
9206         complete(&delalloc_work->completion);
9207 }
9208
9209 static struct btrfs_delalloc_work *btrfs_alloc_delalloc_work(struct inode *inode)
9210 {
9211         struct btrfs_delalloc_work *work;
9212
9213         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_NOFS);
9214         if (!work)
9215                 return NULL;
9216
9217         init_completion(&work->completion);
9218         INIT_LIST_HEAD(&work->list);
9219         work->inode = inode;
9220         btrfs_init_work(&work->work, btrfs_run_delalloc_work, NULL);
9221
9222         return work;
9223 }
9224
9225 /*
9226  * some fairly slow code that needs optimization. This walks the list
9227  * of all the inodes with pending delalloc and forces them to disk.
9228  */
9229 static int start_delalloc_inodes(struct btrfs_root *root,
9230                                  struct writeback_control *wbc, bool snapshot,
9231                                  bool in_reclaim_context)
9232 {
9233         struct btrfs_inode *binode;
9234         struct inode *inode;
9235         struct btrfs_delalloc_work *work, *next;
9236         LIST_HEAD(works);
9237         LIST_HEAD(splice);
9238         int ret = 0;
9239         bool full_flush = wbc->nr_to_write == LONG_MAX;
9240
9241         mutex_lock(&root->delalloc_mutex);
9242         spin_lock(&root->delalloc_lock);
9243         list_splice_init(&root->delalloc_inodes, &splice);
9244         while (!list_empty(&splice)) {
9245                 binode = list_entry(splice.next, struct btrfs_inode,
9246                                     delalloc_inodes);
9247
9248                 list_move_tail(&binode->delalloc_inodes,
9249                                &root->delalloc_inodes);
9250
9251                 if (in_reclaim_context &&
9252                     test_bit(BTRFS_INODE_NO_DELALLOC_FLUSH, &binode->runtime_flags))
9253                         continue;
9254
9255                 inode = igrab(&binode->vfs_inode);
9256                 if (!inode) {
9257                         cond_resched_lock(&root->delalloc_lock);
9258                         continue;
9259                 }
9260                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9261
9262                 if (snapshot)
9263                         set_bit(BTRFS_INODE_SNAPSHOT_FLUSH,
9264                                 &binode->runtime_flags);
9265                 if (full_flush) {
9266                         work = btrfs_alloc_delalloc_work(inode);
9267                         if (!work) {
9268                                 iput(inode);
9269                                 ret = -ENOMEM;
9270                                 goto out;
9271                         }
9272                         list_add_tail(&work->list, &works);
9273                         btrfs_queue_work(root->fs_info->flush_workers,
9274                                          &work->work);
9275                 } else {
9276                         ret = filemap_fdatawrite_wbc(inode->i_mapping, wbc);
9277                         btrfs_add_delayed_iput(BTRFS_I(inode));
9278                         if (ret || wbc->nr_to_write <= 0)
9279                                 goto out;
9280                 }
9281                 cond_resched();
9282                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9283         }
9284         spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9285
9286 out:
9287         list_for_each_entry_safe(work, next, &works, list) {
9288                 list_del_init(&work->list);
9289                 wait_for_completion(&work->completion);
9290                 kfree(work);
9291         }
9292
9293         if (!list_empty(&splice)) {
9294                 spin_lock(&root->delalloc_lock);
9295                 list_splice_tail(&splice, &root->delalloc_inodes);
9296                 spin_unlock(&root->delalloc_lock);
9297         }
9298         mutex_unlock(&root->delalloc_mutex);
9299         return ret;
9300 }
9301
9302 int btrfs_start_delalloc_snapshot(struct btrfs_root *root, bool in_reclaim_context)
9303 {
9304         struct writeback_control wbc = {
9305                 .nr_to_write = LONG_MAX,
9306                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9307                 .range_start = 0,
9308                 .range_end = LLONG_MAX,
9309         };
9310         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9311
9312         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9313                 return -EROFS;
9314
9315         return start_delalloc_inodes(root, &wbc, true, in_reclaim_context);
9316 }
9317
9318 int btrfs_start_delalloc_roots(struct btrfs_fs_info *fs_info, long nr,
9319                                bool in_reclaim_context)
9320 {
9321         struct writeback_control wbc = {
9322                 .nr_to_write = nr,
9323                 .sync_mode = WB_SYNC_NONE,
9324                 .range_start = 0,
9325                 .range_end = LLONG_MAX,
9326         };
9327         struct btrfs_root *root;
9328         LIST_HEAD(splice);
9329         int ret;
9330
9331         if (BTRFS_FS_ERROR(fs_info))
9332                 return -EROFS;
9333
9334         mutex_lock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9335         spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9336         list_splice_init(&fs_info->delalloc_roots, &splice);
9337         while (!list_empty(&splice)) {
9338                 /*
9339                  * Reset nr_to_write here so we know that we're doing a full
9340                  * flush.
9341                  */
9342                 if (nr == LONG_MAX)
9343                         wbc.nr_to_write = LONG_MAX;
9344
9345                 root = list_first_entry(&splice, struct btrfs_root,
9346                                         delalloc_root);
9347                 root = btrfs_grab_root(root);
9348                 BUG_ON(!root);
9349                 list_move_tail(&root->delalloc_root,
9350                                &fs_info->delalloc_roots);
9351                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9352
9353                 ret = start_delalloc_inodes(root, &wbc, false, in_reclaim_context);
9354                 btrfs_put_root(root);
9355                 if (ret < 0 || wbc.nr_to_write <= 0)
9356                         goto out;
9357                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9358         }
9359         spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9360
9361         ret = 0;
9362 out:
9363         if (!list_empty(&splice)) {
9364                 spin_lock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9365                 list_splice_tail(&splice, &fs_info->delalloc_roots);
9366                 spin_unlock(&fs_info->delalloc_root_lock);
9367         }
9368         mutex_unlock(&fs_info->delalloc_root_mutex);
9369         return ret;
9370 }
9371
9372 static int btrfs_symlink(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9373                          struct dentry *dentry, const char *symname)
9374 {
9375         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9376         struct btrfs_trans_handle *trans;
9377         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9378         struct btrfs_path *path;
9379         struct btrfs_key key;
9380         struct inode *inode;
9381         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9382                 .dir = dir,
9383                 .dentry = dentry,
9384         };
9385         unsigned int trans_num_items;
9386         int err;
9387         int name_len;
9388         int datasize;
9389         unsigned long ptr;
9390         struct btrfs_file_extent_item *ei;
9391         struct extent_buffer *leaf;
9392
9393         name_len = strlen(symname);
9394         if (name_len > BTRFS_MAX_INLINE_DATA_SIZE(fs_info))
9395                 return -ENAMETOOLONG;
9396
9397         inode = new_inode(dir->i_sb);
9398         if (!inode)
9399                 return -ENOMEM;
9400         inode_init_owner(idmap, inode, dir, S_IFLNK | S_IRWXUGO);
9401         inode->i_op = &btrfs_symlink_inode_operations;
9402         inode_nohighmem(inode);
9403         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9404         btrfs_i_size_write(BTRFS_I(inode), name_len);
9405         inode_set_bytes(inode, name_len);
9406
9407         new_inode_args.inode = inode;
9408         err = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9409         if (err)
9410                 goto out_inode;
9411         /* 1 additional item for the inline extent */
9412         trans_num_items++;
9413
9414         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9415         if (IS_ERR(trans)) {
9416                 err = PTR_ERR(trans);
9417                 goto out_new_inode_args;
9418         }
9419
9420         err = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9421         if (err)
9422                 goto out;
9423
9424         path = btrfs_alloc_path();
9425         if (!path) {
9426                 err = -ENOMEM;
9427                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9428                 discard_new_inode(inode);
9429                 inode = NULL;
9430                 goto out;
9431         }
9432         key.objectid = btrfs_ino(BTRFS_I(inode));
9433         key.offset = 0;
9434         key.type = BTRFS_EXTENT_DATA_KEY;
9435         datasize = btrfs_file_extent_calc_inline_size(name_len);
9436         err = btrfs_insert_empty_item(trans, root, path, &key,
9437                                       datasize);
9438         if (err) {
9439                 btrfs_abort_transaction(trans, err);
9440                 btrfs_free_path(path);
9441                 discard_new_inode(inode);
9442                 inode = NULL;
9443                 goto out;
9444         }
9445         leaf = path->nodes[0];
9446         ei = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0],
9447                             struct btrfs_file_extent_item);
9448         btrfs_set_file_extent_generation(leaf, ei, trans->transid);
9449         btrfs_set_file_extent_type(leaf, ei,
9450                                    BTRFS_FILE_EXTENT_INLINE);
9451         btrfs_set_file_extent_encryption(leaf, ei, 0);
9452         btrfs_set_file_extent_compression(leaf, ei, 0);
9453         btrfs_set_file_extent_other_encoding(leaf, ei, 0);
9454         btrfs_set_file_extent_ram_bytes(leaf, ei, name_len);
9455
9456         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(ei);
9457         write_extent_buffer(leaf, symname, ptr, name_len);
9458         btrfs_mark_buffer_dirty(trans, leaf);
9459         btrfs_free_path(path);
9460
9461         d_instantiate_new(dentry, inode);
9462         err = 0;
9463 out:
9464         btrfs_end_transaction(trans);
9465         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9466 out_new_inode_args:
9467         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9468 out_inode:
9469         if (err)
9470                 iput(inode);
9471         return err;
9472 }
9473
9474 static struct btrfs_trans_handle *insert_prealloc_file_extent(
9475                                        struct btrfs_trans_handle *trans_in,
9476                                        struct btrfs_inode *inode,
9477                                        struct btrfs_key *ins,
9478                                        u64 file_offset)
9479 {
9480         struct btrfs_file_extent_item stack_fi;
9481         struct btrfs_replace_extent_info extent_info;
9482         struct btrfs_trans_handle *trans = trans_in;
9483         struct btrfs_path *path;
9484         u64 start = ins->objectid;
9485         u64 len = ins->offset;
9486         int qgroup_released;
9487         int ret;
9488
9489         memset(&stack_fi, 0, sizeof(stack_fi));
9490
9491         btrfs_set_stack_file_extent_type(&stack_fi, BTRFS_FILE_EXTENT_PREALLOC);
9492         btrfs_set_stack_file_extent_disk_bytenr(&stack_fi, start);
9493         btrfs_set_stack_file_extent_disk_num_bytes(&stack_fi, len);
9494         btrfs_set_stack_file_extent_num_bytes(&stack_fi, len);
9495         btrfs_set_stack_file_extent_ram_bytes(&stack_fi, len);
9496         btrfs_set_stack_file_extent_compression(&stack_fi, BTRFS_COMPRESS_NONE);
9497         /* Encryption and other encoding is reserved and all 0 */
9498
9499         qgroup_released = btrfs_qgroup_release_data(inode, file_offset, len);
9500         if (qgroup_released < 0)
9501                 return ERR_PTR(qgroup_released);
9502
9503         if (trans) {
9504                 ret = insert_reserved_file_extent(trans, inode,
9505                                                   file_offset, &stack_fi,
9506                                                   true, qgroup_released);
9507                 if (ret)
9508                         goto free_qgroup;
9509                 return trans;
9510         }
9511
9512         extent_info.disk_offset = start;
9513         extent_info.disk_len = len;
9514         extent_info.data_offset = 0;
9515         extent_info.data_len = len;
9516         extent_info.file_offset = file_offset;
9517         extent_info.extent_buf = (char *)&stack_fi;
9518         extent_info.is_new_extent = true;
9519         extent_info.update_times = true;
9520         extent_info.qgroup_reserved = qgroup_released;
9521         extent_info.insertions = 0;
9522
9523         path = btrfs_alloc_path();
9524         if (!path) {
9525                 ret = -ENOMEM;
9526                 goto free_qgroup;
9527         }
9528
9529         ret = btrfs_replace_file_extents(inode, path, file_offset,
9530                                      file_offset + len - 1, &extent_info,
9531                                      &trans);
9532         btrfs_free_path(path);
9533         if (ret)
9534                 goto free_qgroup;
9535         return trans;
9536
9537 free_qgroup:
9538         /*
9539          * We have released qgroup data range at the beginning of the function,
9540          * and normally qgroup_released bytes will be freed when committing
9541          * transaction.
9542          * But if we error out early, we have to free what we have released
9543          * or we leak qgroup data reservation.
9544          */
9545         btrfs_qgroup_free_refroot(inode->root->fs_info,
9546                         inode->root->root_key.objectid, qgroup_released,
9547                         BTRFS_QGROUP_RSV_DATA);
9548         return ERR_PTR(ret);
9549 }
9550
9551 static int __btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9552                                        u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9553                                        loff_t actual_len, u64 *alloc_hint,
9554                                        struct btrfs_trans_handle *trans)
9555 {
9556         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(inode->i_sb);
9557         struct extent_map *em;
9558         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9559         struct btrfs_key ins;
9560         u64 cur_offset = start;
9561         u64 clear_offset = start;
9562         u64 i_size;
9563         u64 cur_bytes;
9564         u64 last_alloc = (u64)-1;
9565         int ret = 0;
9566         bool own_trans = true;
9567         u64 end = start + num_bytes - 1;
9568
9569         if (trans)
9570                 own_trans = false;
9571         while (num_bytes > 0) {
9572                 cur_bytes = min_t(u64, num_bytes, SZ_256M);
9573                 cur_bytes = max(cur_bytes, min_size);
9574                 /*
9575                  * If we are severely fragmented we could end up with really
9576                  * small allocations, so if the allocator is returning small
9577                  * chunks lets make its job easier by only searching for those
9578                  * sized chunks.
9579                  */
9580                 cur_bytes = min(cur_bytes, last_alloc);
9581                 ret = btrfs_reserve_extent(root, cur_bytes, cur_bytes,
9582                                 min_size, 0, *alloc_hint, &ins, 1, 0);
9583                 if (ret)
9584                         break;
9585
9586                 /*
9587                  * We've reserved this space, and thus converted it from
9588                  * ->bytes_may_use to ->bytes_reserved.  Any error that happens
9589                  * from here on out we will only need to clear our reservation
9590                  * for the remaining unreserved area, so advance our
9591                  * clear_offset by our extent size.
9592                  */
9593                 clear_offset += ins.offset;
9594
9595                 last_alloc = ins.offset;
9596                 trans = insert_prealloc_file_extent(trans, BTRFS_I(inode),
9597                                                     &ins, cur_offset);
9598                 /*
9599                  * Now that we inserted the prealloc extent we can finally
9600                  * decrement the number of reservations in the block group.
9601                  * If we did it before, we could race with relocation and have
9602                  * relocation miss the reserved extent, making it fail later.
9603                  */
9604                 btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
9605                 if (IS_ERR(trans)) {
9606                         ret = PTR_ERR(trans);
9607                         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid,
9608                                                    ins.offset, 0);
9609                         break;
9610                 }
9611
9612                 em = alloc_extent_map();
9613                 if (!em) {
9614                         btrfs_drop_extent_map_range(BTRFS_I(inode), cur_offset,
9615                                             cur_offset + ins.offset - 1, false);
9616                         btrfs_set_inode_full_sync(BTRFS_I(inode));
9617                         goto next;
9618                 }
9619
9620                 em->start = cur_offset;
9621                 em->orig_start = cur_offset;
9622                 em->len = ins.offset;
9623                 em->block_start = ins.objectid;
9624                 em->block_len = ins.offset;
9625                 em->orig_block_len = ins.offset;
9626                 em->ram_bytes = ins.offset;
9627                 set_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags);
9628                 em->generation = trans->transid;
9629
9630                 ret = btrfs_replace_extent_map_range(BTRFS_I(inode), em, true);
9631                 free_extent_map(em);
9632 next:
9633                 num_bytes -= ins.offset;
9634                 cur_offset += ins.offset;
9635                 *alloc_hint = ins.objectid + ins.offset;
9636
9637                 inode_inc_iversion(inode);
9638                 inode_set_ctime_current(inode);
9639                 BTRFS_I(inode)->flags |= BTRFS_INODE_PREALLOC;
9640                 if (!(mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) &&
9641                     (actual_len > inode->i_size) &&
9642                     (cur_offset > inode->i_size)) {
9643                         if (cur_offset > actual_len)
9644                                 i_size = actual_len;
9645                         else
9646                                 i_size = cur_offset;
9647                         i_size_write(inode, i_size);
9648                         btrfs_inode_safe_disk_i_size_write(BTRFS_I(inode), 0);
9649                 }
9650
9651                 ret = btrfs_update_inode(trans, BTRFS_I(inode));
9652
9653                 if (ret) {
9654                         btrfs_abort_transaction(trans, ret);
9655                         if (own_trans)
9656                                 btrfs_end_transaction(trans);
9657                         break;
9658                 }
9659
9660                 if (own_trans) {
9661                         btrfs_end_transaction(trans);
9662                         trans = NULL;
9663                 }
9664         }
9665         if (clear_offset < end)
9666                 btrfs_free_reserved_data_space(BTRFS_I(inode), NULL, clear_offset,
9667                         end - clear_offset + 1);
9668         return ret;
9669 }
9670
9671 int btrfs_prealloc_file_range(struct inode *inode, int mode,
9672                               u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9673                               loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9674 {
9675         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9676                                            min_size, actual_len, alloc_hint,
9677                                            NULL);
9678 }
9679
9680 int btrfs_prealloc_file_range_trans(struct inode *inode,
9681                                     struct btrfs_trans_handle *trans, int mode,
9682                                     u64 start, u64 num_bytes, u64 min_size,
9683                                     loff_t actual_len, u64 *alloc_hint)
9684 {
9685         return __btrfs_prealloc_file_range(inode, mode, start, num_bytes,
9686                                            min_size, actual_len, alloc_hint, trans);
9687 }
9688
9689 static int btrfs_permission(struct mnt_idmap *idmap,
9690                             struct inode *inode, int mask)
9691 {
9692         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
9693         umode_t mode = inode->i_mode;
9694
9695         if (mask & MAY_WRITE &&
9696             (S_ISREG(mode) || S_ISDIR(mode) || S_ISLNK(mode))) {
9697                 if (btrfs_root_readonly(root))
9698                         return -EROFS;
9699                 if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_READONLY)
9700                         return -EACCES;
9701         }
9702         return generic_permission(idmap, inode, mask);
9703 }
9704
9705 static int btrfs_tmpfile(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *dir,
9706                          struct file *file, umode_t mode)
9707 {
9708         struct btrfs_fs_info *fs_info = btrfs_sb(dir->i_sb);
9709         struct btrfs_trans_handle *trans;
9710         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(dir)->root;
9711         struct inode *inode;
9712         struct btrfs_new_inode_args new_inode_args = {
9713                 .dir = dir,
9714                 .dentry = file->f_path.dentry,
9715                 .orphan = true,
9716         };
9717         unsigned int trans_num_items;
9718         int ret;
9719
9720         inode = new_inode(dir->i_sb);
9721         if (!inode)
9722                 return -ENOMEM;
9723         inode_init_owner(idmap, inode, dir, mode);
9724         inode->i_fop = &btrfs_file_operations;
9725         inode->i_op = &btrfs_file_inode_operations;
9726         inode->i_mapping->a_ops = &btrfs_aops;
9727
9728         new_inode_args.inode = inode;
9729         ret = btrfs_new_inode_prepare(&new_inode_args, &trans_num_items);
9730         if (ret)
9731                 goto out_inode;
9732
9733         trans = btrfs_start_transaction(root, trans_num_items);
9734         if (IS_ERR(trans)) {
9735                 ret = PTR_ERR(trans);
9736                 goto out_new_inode_args;
9737         }
9738
9739         ret = btrfs_create_new_inode(trans, &new_inode_args);
9740
9741         /*
9742          * We set number of links to 0 in btrfs_create_new_inode(), and here we
9743          * set it to 1 because d_tmpfile() will issue a warning if the count is
9744          * 0, through:
9745          *
9746          *    d_tmpfile() -> inode_dec_link_count() -> drop_nlink()
9747          */
9748         set_nlink(inode, 1);
9749
9750         if (!ret) {
9751                 d_tmpfile(file, inode);
9752                 unlock_new_inode(inode);
9753                 mark_inode_dirty(inode);
9754         }
9755
9756         btrfs_end_transaction(trans);
9757         btrfs_btree_balance_dirty(fs_info);
9758 out_new_inode_args:
9759         btrfs_new_inode_args_destroy(&new_inode_args);
9760 out_inode:
9761         if (ret)
9762                 iput(inode);
9763         return finish_open_simple(file, ret);
9764 }
9765
9766 void btrfs_set_range_writeback(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
9767 {
9768         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9769         unsigned long index = start >> PAGE_SHIFT;
9770         unsigned long end_index = end >> PAGE_SHIFT;
9771         struct page *page;
9772         u32 len;
9773
9774         ASSERT(end + 1 - start <= U32_MAX);
9775         len = end + 1 - start;
9776         while (index <= end_index) {
9777                 page = find_get_page(inode->vfs_inode.i_mapping, index);
9778                 ASSERT(page); /* Pages should be in the extent_io_tree */
9779
9780                 btrfs_page_set_writeback(fs_info, page, start, len);
9781                 put_page(page);
9782                 index++;
9783         }
9784 }
9785
9786 int btrfs_encoded_io_compression_from_extent(struct btrfs_fs_info *fs_info,
9787                                              int compress_type)
9788 {
9789         switch (compress_type) {
9790         case BTRFS_COMPRESS_NONE:
9791                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_NONE;
9792         case BTRFS_COMPRESS_ZLIB:
9793                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB;
9794         case BTRFS_COMPRESS_LZO:
9795                 /*
9796                  * The LZO format depends on the sector size. 64K is the maximum
9797                  * sector size that we support.
9798                  */
9799                 if (fs_info->sectorsize < SZ_4K || fs_info->sectorsize > SZ_64K)
9800                         return -EINVAL;
9801                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K +
9802                        (fs_info->sectorsize_bits - 12);
9803         case BTRFS_COMPRESS_ZSTD:
9804                 return BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD;
9805         default:
9806                 return -EUCLEAN;
9807         }
9808 }
9809
9810 static ssize_t btrfs_encoded_read_inline(
9811                                 struct kiocb *iocb,
9812                                 struct iov_iter *iter, u64 start,
9813                                 u64 lockend,
9814                                 struct extent_state **cached_state,
9815                                 u64 extent_start, size_t count,
9816                                 struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded,
9817                                 bool *unlocked)
9818 {
9819         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9820         struct btrfs_root *root = inode->root;
9821         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
9822         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9823         struct btrfs_path *path;
9824         struct extent_buffer *leaf;
9825         struct btrfs_file_extent_item *item;
9826         u64 ram_bytes;
9827         unsigned long ptr;
9828         void *tmp;
9829         ssize_t ret;
9830
9831         path = btrfs_alloc_path();
9832         if (!path) {
9833                 ret = -ENOMEM;
9834                 goto out;
9835         }
9836         ret = btrfs_lookup_file_extent(NULL, root, path, btrfs_ino(inode),
9837                                        extent_start, 0);
9838         if (ret) {
9839                 if (ret > 0) {
9840                         /* The extent item disappeared? */
9841                         ret = -EIO;
9842                 }
9843                 goto out;
9844         }
9845         leaf = path->nodes[0];
9846         item = btrfs_item_ptr(leaf, path->slots[0], struct btrfs_file_extent_item);
9847
9848         ram_bytes = btrfs_file_extent_ram_bytes(leaf, item);
9849         ptr = btrfs_file_extent_inline_start(item);
9850
9851         encoded->len = min_t(u64, extent_start + ram_bytes,
9852                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
9853         ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
9854                                  btrfs_file_extent_compression(leaf, item));
9855         if (ret < 0)
9856                 goto out;
9857         encoded->compression = ret;
9858         if (encoded->compression) {
9859                 size_t inline_size;
9860
9861                 inline_size = btrfs_file_extent_inline_item_len(leaf,
9862                                                                 path->slots[0]);
9863                 if (inline_size > count) {
9864                         ret = -ENOBUFS;
9865                         goto out;
9866                 }
9867                 count = inline_size;
9868                 encoded->unencoded_len = ram_bytes;
9869                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - extent_start;
9870         } else {
9871                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
9872                 encoded->len = count;
9873                 encoded->unencoded_len = count;
9874                 ptr += iocb->ki_pos - extent_start;
9875         }
9876
9877         tmp = kmalloc(count, GFP_NOFS);
9878         if (!tmp) {
9879                 ret = -ENOMEM;
9880                 goto out;
9881         }
9882         read_extent_buffer(leaf, tmp, ptr, count);
9883         btrfs_release_path(path);
9884         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
9885         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
9886         *unlocked = true;
9887
9888         ret = copy_to_iter(tmp, count, iter);
9889         if (ret != count)
9890                 ret = -EFAULT;
9891         kfree(tmp);
9892 out:
9893         btrfs_free_path(path);
9894         return ret;
9895 }
9896
9897 struct btrfs_encoded_read_private {
9898         wait_queue_head_t wait;
9899         atomic_t pending;
9900         blk_status_t status;
9901 };
9902
9903 static void btrfs_encoded_read_endio(struct btrfs_bio *bbio)
9904 {
9905         struct btrfs_encoded_read_private *priv = bbio->private;
9906
9907         if (bbio->bio.bi_status) {
9908                 /*
9909                  * The memory barrier implied by the atomic_dec_return() here
9910                  * pairs with the memory barrier implied by the
9911                  * atomic_dec_return() or io_wait_event() in
9912                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages() to ensure that this
9913                  * write is observed before the load of status in
9914                  * btrfs_encoded_read_regular_fill_pages().
9915                  */
9916                 WRITE_ONCE(priv->status, bbio->bio.bi_status);
9917         }
9918         if (!atomic_dec_return(&priv->pending))
9919                 wake_up(&priv->wait);
9920         bio_put(&bbio->bio);
9921 }
9922
9923 int btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(struct btrfs_inode *inode,
9924                                           u64 file_offset, u64 disk_bytenr,
9925                                           u64 disk_io_size, struct page **pages)
9926 {
9927         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
9928         struct btrfs_encoded_read_private priv = {
9929                 .pending = ATOMIC_INIT(1),
9930         };
9931         unsigned long i = 0;
9932         struct btrfs_bio *bbio;
9933
9934         init_waitqueue_head(&priv.wait);
9935
9936         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9937                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9938         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9939         bbio->inode = inode;
9940
9941         do {
9942                 size_t bytes = min_t(u64, disk_io_size, PAGE_SIZE);
9943
9944                 if (bio_add_page(&bbio->bio, pages[i], bytes, 0) < bytes) {
9945                         atomic_inc(&priv.pending);
9946                         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9947
9948                         bbio = btrfs_bio_alloc(BIO_MAX_VECS, REQ_OP_READ, fs_info,
9949                                                btrfs_encoded_read_endio, &priv);
9950                         bbio->bio.bi_iter.bi_sector = disk_bytenr >> SECTOR_SHIFT;
9951                         bbio->inode = inode;
9952                         continue;
9953                 }
9954
9955                 i++;
9956                 disk_bytenr += bytes;
9957                 disk_io_size -= bytes;
9958         } while (disk_io_size);
9959
9960         atomic_inc(&priv.pending);
9961         btrfs_submit_bio(bbio, 0);
9962
9963         if (atomic_dec_return(&priv.pending))
9964                 io_wait_event(priv.wait, !atomic_read(&priv.pending));
9965         /* See btrfs_encoded_read_endio() for ordering. */
9966         return blk_status_to_errno(READ_ONCE(priv.status));
9967 }
9968
9969 static ssize_t btrfs_encoded_read_regular(struct kiocb *iocb,
9970                                           struct iov_iter *iter,
9971                                           u64 start, u64 lockend,
9972                                           struct extent_state **cached_state,
9973                                           u64 disk_bytenr, u64 disk_io_size,
9974                                           size_t count, bool compressed,
9975                                           bool *unlocked)
9976 {
9977         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
9978         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
9979         struct page **pages;
9980         unsigned long nr_pages, i;
9981         u64 cur;
9982         size_t page_offset;
9983         ssize_t ret;
9984
9985         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_io_size, PAGE_SIZE);
9986         pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_NOFS);
9987         if (!pages)
9988                 return -ENOMEM;
9989         ret = btrfs_alloc_page_array(nr_pages, pages);
9990         if (ret) {
9991                 ret = -ENOMEM;
9992                 goto out;
9993                 }
9994
9995         ret = btrfs_encoded_read_regular_fill_pages(inode, start, disk_bytenr,
9996                                                     disk_io_size, pages);
9997         if (ret)
9998                 goto out;
9999
10000         unlock_extent(io_tree, start, lockend, cached_state);
10001         btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10002         *unlocked = true;
10003
10004         if (compressed) {
10005                 i = 0;
10006                 page_offset = 0;
10007         } else {
10008                 i = (iocb->ki_pos - start) >> PAGE_SHIFT;
10009                 page_offset = (iocb->ki_pos - start) & (PAGE_SIZE - 1);
10010         }
10011         cur = 0;
10012         while (cur < count) {
10013                 size_t bytes = min_t(size_t, count - cur,
10014                                      PAGE_SIZE - page_offset);
10015
10016                 if (copy_page_to_iter(pages[i], page_offset, bytes,
10017                                       iter) != bytes) {
10018                         ret = -EFAULT;
10019                         goto out;
10020                 }
10021                 i++;
10022                 cur += bytes;
10023                 page_offset = 0;
10024         }
10025         ret = count;
10026 out:
10027         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10028                 if (pages[i])
10029                         __free_page(pages[i]);
10030         }
10031         kfree(pages);
10032         return ret;
10033 }
10034
10035 ssize_t btrfs_encoded_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
10036                            struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10037 {
10038         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10039         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
10040         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10041         ssize_t ret;
10042         size_t count = iov_iter_count(iter);
10043         u64 start, lockend, disk_bytenr, disk_io_size;
10044         struct extent_state *cached_state = NULL;
10045         struct extent_map *em;
10046         bool unlocked = false;
10047
10048         file_accessed(iocb->ki_filp);
10049
10050         btrfs_inode_lock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10051
10052         if (iocb->ki_pos >= inode->vfs_inode.i_size) {
10053                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10054                 return 0;
10055         }
10056         start = ALIGN_DOWN(iocb->ki_pos, fs_info->sectorsize);
10057         /*
10058          * We don't know how long the extent containing iocb->ki_pos is, but if
10059          * it's compressed we know that it won't be longer than this.
10060          */
10061         lockend = start + BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED - 1;
10062
10063         for (;;) {
10064                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10065
10066                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start,
10067                                                lockend - start + 1);
10068                 if (ret)
10069                         goto out_unlock_inode;
10070                 lock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10071                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start,
10072                                                      lockend - start + 1);
10073                 if (!ordered)
10074                         break;
10075                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10076                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10077                 cond_resched();
10078         }
10079
10080         em = btrfs_get_extent(inode, NULL, 0, start, lockend - start + 1);
10081         if (IS_ERR(em)) {
10082                 ret = PTR_ERR(em);
10083                 goto out_unlock_extent;
10084         }
10085
10086         if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10087                 u64 extent_start = em->start;
10088
10089                 /*
10090                  * For inline extents we get everything we need out of the
10091                  * extent item.
10092                  */
10093                 free_extent_map(em);
10094                 em = NULL;
10095                 ret = btrfs_encoded_read_inline(iocb, iter, start, lockend,
10096                                                 &cached_state, extent_start,
10097                                                 count, encoded, &unlocked);
10098                 goto out;
10099         }
10100
10101         /*
10102          * We only want to return up to EOF even if the extent extends beyond
10103          * that.
10104          */
10105         encoded->len = min_t(u64, extent_map_end(em),
10106                              inode->vfs_inode.i_size) - iocb->ki_pos;
10107         if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE ||
10108             test_bit(EXTENT_FLAG_PREALLOC, &em->flags)) {
10109                 disk_bytenr = EXTENT_MAP_HOLE;
10110                 count = min_t(u64, count, encoded->len);
10111                 encoded->len = count;
10112                 encoded->unencoded_len = count;
10113         } else if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10114                 disk_bytenr = em->block_start;
10115                 /*
10116                  * Bail if the buffer isn't large enough to return the whole
10117                  * compressed extent.
10118                  */
10119                 if (em->block_len > count) {
10120                         ret = -ENOBUFS;
10121                         goto out_em;
10122                 }
10123                 disk_io_size = em->block_len;
10124                 count = em->block_len;
10125                 encoded->unencoded_len = em->ram_bytes;
10126                 encoded->unencoded_offset = iocb->ki_pos - em->orig_start;
10127                 ret = btrfs_encoded_io_compression_from_extent(fs_info,
10128                                                              em->compress_type);
10129                 if (ret < 0)
10130                         goto out_em;
10131                 encoded->compression = ret;
10132         } else {
10133                 disk_bytenr = em->block_start + (start - em->start);
10134                 if (encoded->len > count)
10135                         encoded->len = count;
10136                 /*
10137                  * Don't read beyond what we locked. This also limits the page
10138                  * allocations that we'll do.
10139                  */
10140                 disk_io_size = min(lockend + 1, iocb->ki_pos + encoded->len) - start;
10141                 count = start + disk_io_size - iocb->ki_pos;
10142                 encoded->len = count;
10143                 encoded->unencoded_len = count;
10144                 disk_io_size = ALIGN(disk_io_size, fs_info->sectorsize);
10145         }
10146         free_extent_map(em);
10147         em = NULL;
10148
10149         if (disk_bytenr == EXTENT_MAP_HOLE) {
10150                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10151                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10152                 unlocked = true;
10153                 ret = iov_iter_zero(count, iter);
10154                 if (ret != count)
10155                         ret = -EFAULT;
10156         } else {
10157                 ret = btrfs_encoded_read_regular(iocb, iter, start, lockend,
10158                                                  &cached_state, disk_bytenr,
10159                                                  disk_io_size, count,
10160                                                  encoded->compression,
10161                                                  &unlocked);
10162         }
10163
10164 out:
10165         if (ret >= 0)
10166                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10167 out_em:
10168         free_extent_map(em);
10169 out_unlock_extent:
10170         if (!unlocked)
10171                 unlock_extent(io_tree, start, lockend, &cached_state);
10172 out_unlock_inode:
10173         if (!unlocked)
10174                 btrfs_inode_unlock(inode, BTRFS_ILOCK_SHARED);
10175         return ret;
10176 }
10177
10178 ssize_t btrfs_do_encoded_write(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from,
10179                                const struct btrfs_ioctl_encoded_io_args *encoded)
10180 {
10181         struct btrfs_inode *inode = BTRFS_I(file_inode(iocb->ki_filp));
10182         struct btrfs_root *root = inode->root;
10183         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10184         struct extent_io_tree *io_tree = &inode->io_tree;
10185         struct extent_changeset *data_reserved = NULL;
10186         struct extent_state *cached_state = NULL;
10187         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10188         int compression;
10189         size_t orig_count;
10190         u64 start, end;
10191         u64 num_bytes, ram_bytes, disk_num_bytes;
10192         unsigned long nr_pages, i;
10193         struct page **pages;
10194         struct btrfs_key ins;
10195         bool extent_reserved = false;
10196         struct extent_map *em;
10197         ssize_t ret;
10198
10199         switch (encoded->compression) {
10200         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZLIB:
10201                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZLIB;
10202                 break;
10203         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_ZSTD:
10204                 compression = BTRFS_COMPRESS_ZSTD;
10205                 break;
10206         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K:
10207         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_8K:
10208         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_16K:
10209         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_32K:
10210         case BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_64K:
10211                 /* The sector size must match for LZO. */
10212                 if (encoded->compression -
10213                     BTRFS_ENCODED_IO_COMPRESSION_LZO_4K + 12 !=
10214                     fs_info->sectorsize_bits)
10215                         return -EINVAL;
10216                 compression = BTRFS_COMPRESS_LZO;
10217                 break;
10218         default:
10219                 return -EINVAL;
10220         }
10221         if (encoded->encryption != BTRFS_ENCODED_IO_ENCRYPTION_NONE)
10222                 return -EINVAL;
10223
10224         orig_count = iov_iter_count(from);
10225
10226         /* The extent size must be sane. */
10227         if (encoded->unencoded_len > BTRFS_MAX_UNCOMPRESSED ||
10228             orig_count > BTRFS_MAX_COMPRESSED || orig_count == 0)
10229                 return -EINVAL;
10230
10231         /*
10232          * The compressed data must be smaller than the decompressed data.
10233          *
10234          * It's of course possible for data to compress to larger or the same
10235          * size, but the buffered I/O path falls back to no compression for such
10236          * data, and we don't want to break any assumptions by creating these
10237          * extents.
10238          *
10239          * Note that this is less strict than the current check we have that the
10240          * compressed data must be at least one sector smaller than the
10241          * decompressed data. We only want to enforce the weaker requirement
10242          * from old kernels that it is at least one byte smaller.
10243          */
10244         if (orig_count >= encoded->unencoded_len)
10245                 return -EINVAL;
10246
10247         /* The extent must start on a sector boundary. */
10248         start = iocb->ki_pos;
10249         if (!IS_ALIGNED(start, fs_info->sectorsize))
10250                 return -EINVAL;
10251
10252         /*
10253          * The extent must end on a sector boundary. However, we allow a write
10254          * which ends at or extends i_size to have an unaligned length; we round
10255          * up the extent size and set i_size to the unaligned end.
10256          */
10257         if (start + encoded->len < inode->vfs_inode.i_size &&
10258             !IS_ALIGNED(start + encoded->len, fs_info->sectorsize))
10259                 return -EINVAL;
10260
10261         /* Finally, the offset in the unencoded data must be sector-aligned. */
10262         if (!IS_ALIGNED(encoded->unencoded_offset, fs_info->sectorsize))
10263                 return -EINVAL;
10264
10265         num_bytes = ALIGN(encoded->len, fs_info->sectorsize);
10266         ram_bytes = ALIGN(encoded->unencoded_len, fs_info->sectorsize);
10267         end = start + num_bytes - 1;
10268
10269         /*
10270          * If the extent cannot be inline, the compressed data on disk must be
10271          * sector-aligned. For convenience, we extend it with zeroes if it
10272          * isn't.
10273          */
10274         disk_num_bytes = ALIGN(orig_count, fs_info->sectorsize);
10275         nr_pages = DIV_ROUND_UP(disk_num_bytes, PAGE_SIZE);
10276         pages = kvcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10277         if (!pages)
10278                 return -ENOMEM;
10279         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10280                 size_t bytes = min_t(size_t, PAGE_SIZE, iov_iter_count(from));
10281                 char *kaddr;
10282
10283                 pages[i] = alloc_page(GFP_KERNEL_ACCOUNT);
10284                 if (!pages[i]) {
10285                         ret = -ENOMEM;
10286                         goto out_pages;
10287                 }
10288                 kaddr = kmap_local_page(pages[i]);
10289                 if (copy_from_iter(kaddr, bytes, from) != bytes) {
10290                         kunmap_local(kaddr);
10291                         ret = -EFAULT;
10292                         goto out_pages;
10293                 }
10294                 if (bytes < PAGE_SIZE)
10295                         memset(kaddr + bytes, 0, PAGE_SIZE - bytes);
10296                 kunmap_local(kaddr);
10297         }
10298
10299         for (;;) {
10300                 struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10301
10302                 ret = btrfs_wait_ordered_range(&inode->vfs_inode, start, num_bytes);
10303                 if (ret)
10304                         goto out_pages;
10305                 ret = invalidate_inode_pages2_range(inode->vfs_inode.i_mapping,
10306                                                     start >> PAGE_SHIFT,
10307                                                     end >> PAGE_SHIFT);
10308                 if (ret)
10309                         goto out_pages;
10310                 lock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10311                 ordered = btrfs_lookup_ordered_range(inode, start, num_bytes);
10312                 if (!ordered &&
10313                     !filemap_range_has_page(inode->vfs_inode.i_mapping, start, end))
10314                         break;
10315                 if (ordered)
10316                         btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10317                 unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10318                 cond_resched();
10319         }
10320
10321         /*
10322          * We don't use the higher-level delalloc space functions because our
10323          * num_bytes and disk_num_bytes are different.
10324          */
10325         ret = btrfs_alloc_data_chunk_ondemand(inode, disk_num_bytes);
10326         if (ret)
10327                 goto out_unlock;
10328         ret = btrfs_qgroup_reserve_data(inode, &data_reserved, start, num_bytes);
10329         if (ret)
10330                 goto out_free_data_space;
10331         ret = btrfs_delalloc_reserve_metadata(inode, num_bytes, disk_num_bytes,
10332                                               false);
10333         if (ret)
10334                 goto out_qgroup_free_data;
10335
10336         /* Try an inline extent first. */
10337         if (start == 0 && encoded->unencoded_len == encoded->len &&
10338             encoded->unencoded_offset == 0) {
10339                 ret = cow_file_range_inline(inode, encoded->len, orig_count,
10340                                             compression, pages, true);
10341                 if (ret <= 0) {
10342                         if (ret == 0)
10343                                 ret = orig_count;
10344                         goto out_delalloc_release;
10345                 }
10346         }
10347
10348         ret = btrfs_reserve_extent(root, disk_num_bytes, disk_num_bytes,
10349                                    disk_num_bytes, 0, 0, &ins, 1, 1);
10350         if (ret)
10351                 goto out_delalloc_release;
10352         extent_reserved = true;
10353
10354         em = create_io_em(inode, start, num_bytes,
10355                           start - encoded->unencoded_offset, ins.objectid,
10356                           ins.offset, ins.offset, ram_bytes, compression,
10357                           BTRFS_ORDERED_COMPRESSED);
10358         if (IS_ERR(em)) {
10359                 ret = PTR_ERR(em);
10360                 goto out_free_reserved;
10361         }
10362         free_extent_map(em);
10363
10364         ordered = btrfs_alloc_ordered_extent(inode, start, num_bytes, ram_bytes,
10365                                        ins.objectid, ins.offset,
10366                                        encoded->unencoded_offset,
10367                                        (1 << BTRFS_ORDERED_ENCODED) |
10368                                        (1 << BTRFS_ORDERED_COMPRESSED),
10369                                        compression);
10370         if (IS_ERR(ordered)) {
10371                 btrfs_drop_extent_map_range(inode, start, end, false);
10372                 ret = PTR_ERR(ordered);
10373                 goto out_free_reserved;
10374         }
10375         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10376
10377         if (start + encoded->len > inode->vfs_inode.i_size)
10378                 i_size_write(&inode->vfs_inode, start + encoded->len);
10379
10380         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10381
10382         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10383
10384         btrfs_submit_compressed_write(ordered, pages, nr_pages, 0, false);
10385         ret = orig_count;
10386         goto out;
10387
10388 out_free_reserved:
10389         btrfs_dec_block_group_reservations(fs_info, ins.objectid);
10390         btrfs_free_reserved_extent(fs_info, ins.objectid, ins.offset, 1);
10391 out_delalloc_release:
10392         btrfs_delalloc_release_extents(inode, num_bytes);
10393         btrfs_delalloc_release_metadata(inode, disk_num_bytes, ret < 0);
10394 out_qgroup_free_data:
10395         if (ret < 0)
10396                 btrfs_qgroup_free_data(inode, data_reserved, start, num_bytes);
10397 out_free_data_space:
10398         /*
10399          * If btrfs_reserve_extent() succeeded, then we already decremented
10400          * bytes_may_use.
10401          */
10402         if (!extent_reserved)
10403                 btrfs_free_reserved_data_space_noquota(fs_info, disk_num_bytes);
10404 out_unlock:
10405         unlock_extent(io_tree, start, end, &cached_state);
10406 out_pages:
10407         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
10408                 if (pages[i])
10409                         __free_page(pages[i]);
10410         }
10411         kvfree(pages);
10412 out:
10413         if (ret >= 0)
10414                 iocb->ki_pos += encoded->len;
10415         return ret;
10416 }
10417
10418 #ifdef CONFIG_SWAP
10419 /*
10420  * Add an entry indicating a block group or device which is pinned by a
10421  * swapfile. Returns 0 on success, 1 if there is already an entry for it, or a
10422  * negative errno on failure.
10423  */
10424 static int btrfs_add_swapfile_pin(struct inode *inode, void *ptr,
10425                                   bool is_block_group)
10426 {
10427         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10428         struct btrfs_swapfile_pin *sp, *entry;
10429         struct rb_node **p;
10430         struct rb_node *parent = NULL;
10431
10432         sp = kmalloc(sizeof(*sp), GFP_NOFS);
10433         if (!sp)
10434                 return -ENOMEM;
10435         sp->ptr = ptr;
10436         sp->inode = inode;
10437         sp->is_block_group = is_block_group;
10438         sp->bg_extent_count = 1;
10439
10440         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10441         p = &fs_info->swapfile_pins.rb_node;
10442         while (*p) {
10443                 parent = *p;
10444                 entry = rb_entry(parent, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10445                 if (sp->ptr < entry->ptr ||
10446                     (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode < entry->inode)) {
10447                         p = &(*p)->rb_left;
10448                 } else if (sp->ptr > entry->ptr ||
10449                            (sp->ptr == entry->ptr && sp->inode > entry->inode)) {
10450                         p = &(*p)->rb_right;
10451                 } else {
10452                         if (is_block_group)
10453                                 entry->bg_extent_count++;
10454                         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10455                         kfree(sp);
10456                         return 1;
10457                 }
10458         }
10459         rb_link_node(&sp->node, parent, p);
10460         rb_insert_color(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10461         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10462         return 0;
10463 }
10464
10465 /* Free all of the entries pinned by this swapfile. */
10466 static void btrfs_free_swapfile_pins(struct inode *inode)
10467 {
10468         struct btrfs_fs_info *fs_info = BTRFS_I(inode)->root->fs_info;
10469         struct btrfs_swapfile_pin *sp;
10470         struct rb_node *node, *next;
10471
10472         spin_lock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10473         node = rb_first(&fs_info->swapfile_pins);
10474         while (node) {
10475                 next = rb_next(node);
10476                 sp = rb_entry(node, struct btrfs_swapfile_pin, node);
10477                 if (sp->inode == inode) {
10478                         rb_erase(&sp->node, &fs_info->swapfile_pins);
10479                         if (sp->is_block_group) {
10480                                 btrfs_dec_block_group_swap_extents(sp->ptr,
10481                                                            sp->bg_extent_count);
10482                                 btrfs_put_block_group(sp->ptr);
10483                         }
10484                         kfree(sp);
10485                 }
10486                 node = next;
10487         }
10488         spin_unlock(&fs_info->swapfile_pins_lock);
10489 }
10490
10491 struct btrfs_swap_info {
10492         u64 start;
10493         u64 block_start;
10494         u64 block_len;
10495         u64 lowest_ppage;
10496         u64 highest_ppage;
10497         unsigned long nr_pages;
10498         int nr_extents;
10499 };
10500
10501 static int btrfs_add_swap_extent(struct swap_info_struct *sis,
10502                                  struct btrfs_swap_info *bsi)
10503 {
10504         unsigned long nr_pages;
10505         unsigned long max_pages;
10506         u64 first_ppage, first_ppage_reported, next_ppage;
10507         int ret;
10508
10509         /*
10510          * Our swapfile may have had its size extended after the swap header was
10511          * written. In that case activating the swapfile should not go beyond
10512          * the max size set in the swap header.
10513          */
10514         if (bsi->nr_pages >= sis->max)
10515                 return 0;
10516
10517         max_pages = sis->max - bsi->nr_pages;
10518         first_ppage = PAGE_ALIGN(bsi->block_start) >> PAGE_SHIFT;
10519         next_ppage = PAGE_ALIGN_DOWN(bsi->block_start + bsi->block_len) >> PAGE_SHIFT;
10520
10521         if (first_ppage >= next_ppage)
10522                 return 0;
10523         nr_pages = next_ppage - first_ppage;
10524         nr_pages = min(nr_pages, max_pages);
10525
10526         first_ppage_reported = first_ppage;
10527         if (bsi->start == 0)
10528                 first_ppage_reported++;
10529         if (bsi->lowest_ppage > first_ppage_reported)
10530                 bsi->lowest_ppage = first_ppage_reported;
10531         if (bsi->highest_ppage < (next_ppage - 1))
10532                 bsi->highest_ppage = next_ppage - 1;
10533
10534         ret = add_swap_extent(sis, bsi->nr_pages, nr_pages, first_ppage);
10535         if (ret < 0)
10536                 return ret;
10537         bsi->nr_extents += ret;
10538         bsi->nr_pages += nr_pages;
10539         return 0;
10540 }
10541
10542 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10543 {
10544         struct inode *inode = file_inode(file);
10545
10546         btrfs_free_swapfile_pins(inode);
10547         atomic_dec(&BTRFS_I(inode)->root->nr_swapfiles);
10548 }
10549
10550 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10551                                sector_t *span)
10552 {
10553         struct inode *inode = file_inode(file);
10554         struct btrfs_root *root = BTRFS_I(inode)->root;
10555         struct btrfs_fs_info *fs_info = root->fs_info;
10556         struct extent_io_tree *io_tree = &BTRFS_I(inode)->io_tree;
10557         struct extent_state *cached_state = NULL;
10558         struct extent_map *em = NULL;
10559         struct btrfs_device *device = NULL;
10560         struct btrfs_swap_info bsi = {
10561                 .lowest_ppage = (sector_t)-1ULL,
10562         };
10563         int ret = 0;
10564         u64 isize;
10565         u64 start;
10566
10567         /*
10568          * If the swap file was just created, make sure delalloc is done. If the
10569          * file changes again after this, the user is doing something stupid and
10570          * we don't really care.
10571          */
10572         ret = btrfs_wait_ordered_range(inode, 0, (u64)-1);
10573         if (ret)
10574                 return ret;
10575
10576         /*
10577          * The inode is locked, so these flags won't change after we check them.
10578          */
10579         if (BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_COMPRESS) {
10580                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10581                 return -EINVAL;
10582         }
10583         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATACOW)) {
10584                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be copy-on-write");
10585                 return -EINVAL;
10586         }
10587         if (!(BTRFS_I(inode)->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
10588                 btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be checksummed");
10589                 return -EINVAL;
10590         }
10591
10592         /*
10593          * Balance or device remove/replace/resize can move stuff around from
10594          * under us. The exclop protection makes sure they aren't running/won't
10595          * run concurrently while we are mapping the swap extents, and
10596          * fs_info->swapfile_pins prevents them from running while the swap
10597          * file is active and moving the extents. Note that this also prevents
10598          * a concurrent device add which isn't actually necessary, but it's not
10599          * really worth the trouble to allow it.
10600          */
10601         if (!btrfs_exclop_start(fs_info, BTRFS_EXCLOP_SWAP_ACTIVATE)) {
10602                 btrfs_warn(fs_info,
10603            "cannot activate swapfile while exclusive operation is running");
10604                 return -EBUSY;
10605         }
10606
10607         /*
10608          * Prevent snapshot creation while we are activating the swap file.
10609          * We do not want to race with snapshot creation. If snapshot creation
10610          * already started before we bumped nr_swapfiles from 0 to 1 and
10611          * completes before the first write into the swap file after it is
10612          * activated, than that write would fallback to COW.
10613          */
10614         if (!btrfs_drew_try_write_lock(&root->snapshot_lock)) {
10615                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10616                 btrfs_warn(fs_info,
10617            "cannot activate swapfile because snapshot creation is in progress");
10618                 return -EINVAL;
10619         }
10620         /*
10621          * Snapshots can create extents which require COW even if NODATACOW is
10622          * set. We use this counter to prevent snapshots. We must increment it
10623          * before walking the extents because we don't want a concurrent
10624          * snapshot to run after we've already checked the extents.
10625          *
10626          * It is possible that subvolume is marked for deletion but still not
10627          * removed yet. To prevent this race, we check the root status before
10628          * activating the swapfile.
10629          */
10630         spin_lock(&root->root_item_lock);
10631         if (btrfs_root_dead(root)) {
10632                 spin_unlock(&root->root_item_lock);
10633
10634                 btrfs_exclop_finish(fs_info);
10635                 btrfs_warn(fs_info,
10636                 "cannot activate swapfile because subvolume %llu is being deleted",
10637                         root->root_key.objectid);
10638                 return -EPERM;
10639         }
10640         atomic_inc(&root->nr_swapfiles);
10641         spin_unlock(&root->root_item_lock);
10642
10643         isize = ALIGN_DOWN(inode->i_size, fs_info->sectorsize);
10644
10645         lock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10646         start = 0;
10647         while (start < isize) {
10648                 u64 logical_block_start, physical_block_start;
10649                 struct btrfs_block_group *bg;
10650                 u64 len = isize - start;
10651
10652                 em = btrfs_get_extent(BTRFS_I(inode), NULL, 0, start, len);
10653                 if (IS_ERR(em)) {
10654                         ret = PTR_ERR(em);
10655                         goto out;
10656                 }
10657
10658                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_HOLE) {
10659                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not have holes");
10660                         ret = -EINVAL;
10661                         goto out;
10662                 }
10663                 if (em->block_start == EXTENT_MAP_INLINE) {
10664                         /*
10665                          * It's unlikely we'll ever actually find ourselves
10666                          * here, as a file small enough to fit inline won't be
10667                          * big enough to store more than the swap header, but in
10668                          * case something changes in the future, let's catch it
10669                          * here rather than later.
10670                          */
10671                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be inline");
10672                         ret = -EINVAL;
10673                         goto out;
10674                 }
10675                 if (test_bit(EXTENT_FLAG_COMPRESSED, &em->flags)) {
10676                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must not be compressed");
10677                         ret = -EINVAL;
10678                         goto out;
10679                 }
10680
10681                 logical_block_start = em->block_start + (start - em->start);
10682                 len = min(len, em->len - (start - em->start));
10683                 free_extent_map(em);
10684                 em = NULL;
10685
10686                 ret = can_nocow_extent(inode, start, &len, NULL, NULL, NULL, false, true);
10687                 if (ret < 0) {
10688                         goto out;
10689                 } else if (ret) {
10690                         ret = 0;
10691                 } else {
10692                         btrfs_warn(fs_info,
10693                                    "swapfile must not be copy-on-write");
10694                         ret = -EINVAL;
10695                         goto out;
10696                 }
10697
10698                 em = btrfs_get_chunk_map(fs_info, logical_block_start, len);
10699                 if (IS_ERR(em)) {
10700                         ret = PTR_ERR(em);
10701                         goto out;
10702                 }
10703
10704                 if (em->map_lookup->type & BTRFS_BLOCK_GROUP_PROFILE_MASK) {
10705                         btrfs_warn(fs_info,
10706                                    "swapfile must have single data profile");
10707                         ret = -EINVAL;
10708                         goto out;
10709                 }
10710
10711                 if (device == NULL) {
10712                         device = em->map_lookup->stripes[0].dev;
10713                         ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, device, false);
10714                         if (ret == 1)
10715                                 ret = 0;
10716                         else if (ret)
10717                                 goto out;
10718                 } else if (device != em->map_lookup->stripes[0].dev) {
10719                         btrfs_warn(fs_info, "swapfile must be on one device");
10720                         ret = -EINVAL;
10721                         goto out;
10722                 }
10723
10724                 physical_block_start = (em->map_lookup->stripes[0].physical +
10725                                         (logical_block_start - em->start));
10726                 len = min(len, em->len - (logical_block_start - em->start));
10727                 free_extent_map(em);
10728                 em = NULL;
10729
10730                 bg = btrfs_lookup_block_group(fs_info, logical_block_start);
10731                 if (!bg) {
10732                         btrfs_warn(fs_info,
10733                            "could not find block group containing swapfile");
10734                         ret = -EINVAL;
10735                         goto out;
10736                 }
10737
10738                 if (!btrfs_inc_block_group_swap_extents(bg)) {
10739                         btrfs_warn(fs_info,
10740                            "block group for swapfile at %llu is read-only%s",
10741                            bg->start,
10742                            atomic_read(&fs_info->scrubs_running) ?
10743                                        " (scrub running)" : "");
10744                         btrfs_put_block_group(bg);
10745                         ret = -EINVAL;
10746                         goto out;
10747                 }
10748
10749                 ret = btrfs_add_swapfile_pin(inode, bg, true);
10750                 if (ret) {
10751                         btrfs_put_block_group(bg);
10752                         if (ret == 1)
10753                                 ret = 0;
10754                         else
10755                                 goto out;
10756                 }
10757
10758                 if (bsi.block_len &&
10759                     bsi.block_start + bsi.block_len == physical_block_start) {
10760                         bsi.block_len += len;
10761                 } else {
10762                         if (bsi.block_len) {
10763                                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10764                                 if (ret)
10765                                         goto out;
10766                         }
10767                         bsi.start = start;
10768                         bsi.block_start = physical_block_start;
10769                         bsi.block_len = len;
10770                 }
10771
10772                 start += len;
10773         }
10774
10775         if (bsi.block_len)
10776                 ret = btrfs_add_swap_extent(sis, &bsi);
10777
10778 out:
10779         if (!IS_ERR_OR_NULL(em))
10780                 free_extent_map(em);
10781
10782         unlock_extent(io_tree, 0, isize - 1, &cached_state);
10783
10784         if (ret)
10785                 btrfs_swap_deactivate(file);
10786
10787         btrfs_drew_write_unlock(&root->snapshot_lock);
10788
10789         btrfs_exclop_finish(fs_info);
10790
10791         if (ret)
10792                 return ret;
10793
10794         if (device)
10795                 sis->bdev = device->bdev;
10796         *span = bsi.highest_ppage - bsi.lowest_ppage + 1;
10797         sis->max = bsi.nr_pages;
10798         sis->pages = bsi.nr_pages - 1;
10799         sis->highest_bit = bsi.nr_pages - 1;
10800         return bsi.nr_extents;
10801 }
10802 #else
10803 static void btrfs_swap_deactivate(struct file *file)
10804 {
10805 }
10806
10807 static int btrfs_swap_activate(struct swap_info_struct *sis, struct file *file,
10808                                sector_t *span)
10809 {
10810         return -EOPNOTSUPP;
10811 }
10812 #endif
10813
10814 /*
10815  * Update the number of bytes used in the VFS' inode. When we replace extents in
10816  * a range (clone, dedupe, fallocate's zero range), we must update the number of
10817  * bytes used by the inode in an atomic manner, so that concurrent stat(2) calls
10818  * always get a correct value.
10819  */
10820 void btrfs_update_inode_bytes(struct btrfs_inode *inode,
10821                               const u64 add_bytes,
10822                               const u64 del_bytes)
10823 {
10824         if (add_bytes == del_bytes)
10825                 return;
10826
10827         spin_lock(&inode->lock);
10828         if (del_bytes > 0)
10829                 inode_sub_bytes(&inode->vfs_inode, del_bytes);
10830         if (add_bytes > 0)
10831                 inode_add_bytes(&inode->vfs_inode, add_bytes);
10832         spin_unlock(&inode->lock);
10833 }
10834
10835 /*
10836  * Verify that there are no ordered extents for a given file range.
10837  *
10838  * @inode:   The target inode.
10839  * @start:   Start offset of the file range, should be sector size aligned.
10840  * @end:     End offset (inclusive) of the file range, its value +1 should be
10841  *           sector size aligned.
10842  *
10843  * This should typically be used for cases where we locked an inode's VFS lock in
10844  * exclusive mode, we have also locked the inode's i_mmap_lock in exclusive mode,
10845  * we have flushed all delalloc in the range, we have waited for all ordered
10846  * extents in the range to complete and finally we have locked the file range in
10847  * the inode's io_tree.
10848  */
10849 void btrfs_assert_inode_range_clean(struct btrfs_inode *inode, u64 start, u64 end)
10850 {
10851         struct btrfs_root *root = inode->root;
10852         struct btrfs_ordered_extent *ordered;
10853
10854         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
10855                 return;
10856
10857         ordered = btrfs_lookup_first_ordered_range(inode, start, end + 1 - start);
10858         if (ordered) {
10859                 btrfs_err(root->fs_info,
10860 "found unexpected ordered extent in file range [%llu, %llu] for inode %llu root %llu (ordered range [%llu, %llu])",
10861                           start, end, btrfs_ino(inode), root->root_key.objectid,
10862                           ordered->file_offset,
10863                           ordered->file_offset + ordered->num_bytes - 1);
10864                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
10865         }
10866
10867         ASSERT(ordered == NULL);
10868 }
10869
10870 static const struct inode_operations btrfs_dir_inode_operations = {
10871         .getattr        = btrfs_getattr,
10872         .lookup         = btrfs_lookup,
10873         .create         = btrfs_create,
10874         .unlink         = btrfs_unlink,
10875         .link           = btrfs_link,
10876         .mkdir          = btrfs_mkdir,
10877         .rmdir          = btrfs_rmdir,
10878         .rename         = btrfs_rename2,
10879         .symlink        = btrfs_symlink,
10880         .setattr        = btrfs_setattr,
10881         .mknod          = btrfs_mknod,
10882         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10883         .permission     = btrfs_permission,
10884         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10885         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10886         .update_time    = btrfs_update_time,
10887         .tmpfile        = btrfs_tmpfile,
10888         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10889         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10890 };
10891
10892 static const struct file_operations btrfs_dir_file_operations = {
10893         .llseek         = btrfs_dir_llseek,
10894         .read           = generic_read_dir,
10895         .iterate_shared = btrfs_real_readdir,
10896         .open           = btrfs_opendir,
10897         .unlocked_ioctl = btrfs_ioctl,
10898 #ifdef CONFIG_COMPAT
10899         .compat_ioctl   = btrfs_compat_ioctl,
10900 #endif
10901         .release        = btrfs_release_file,
10902         .fsync          = btrfs_sync_file,
10903 };
10904
10905 /*
10906  * btrfs doesn't support the bmap operation because swapfiles
10907  * use bmap to make a mapping of extents in the file.  They assume
10908  * these extents won't change over the life of the file and they
10909  * use the bmap result to do IO directly to the drive.
10910  *
10911  * the btrfs bmap call would return logical addresses that aren't
10912  * suitable for IO and they also will change frequently as COW
10913  * operations happen.  So, swapfile + btrfs == corruption.
10914  *
10915  * For now we're avoiding this by dropping bmap.
10916  */
10917 static const struct address_space_operations btrfs_aops = {
10918         .read_folio     = btrfs_read_folio,
10919         .writepages     = btrfs_writepages,
10920         .readahead      = btrfs_readahead,
10921         .invalidate_folio = btrfs_invalidate_folio,
10922         .release_folio  = btrfs_release_folio,
10923         .migrate_folio  = btrfs_migrate_folio,
10924         .dirty_folio    = filemap_dirty_folio,
10925         .error_remove_page = generic_error_remove_page,
10926         .swap_activate  = btrfs_swap_activate,
10927         .swap_deactivate = btrfs_swap_deactivate,
10928 };
10929
10930 static const struct inode_operations btrfs_file_inode_operations = {
10931         .getattr        = btrfs_getattr,
10932         .setattr        = btrfs_setattr,
10933         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10934         .permission     = btrfs_permission,
10935         .fiemap         = btrfs_fiemap,
10936         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10937         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10938         .update_time    = btrfs_update_time,
10939         .fileattr_get   = btrfs_fileattr_get,
10940         .fileattr_set   = btrfs_fileattr_set,
10941 };
10942 static const struct inode_operations btrfs_special_inode_operations = {
10943         .getattr        = btrfs_getattr,
10944         .setattr        = btrfs_setattr,
10945         .permission     = btrfs_permission,
10946         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10947         .get_inode_acl  = btrfs_get_acl,
10948         .set_acl        = btrfs_set_acl,
10949         .update_time    = btrfs_update_time,
10950 };
10951 static const struct inode_operations btrfs_symlink_inode_operations = {
10952         .get_link       = page_get_link,
10953         .getattr        = btrfs_getattr,
10954         .setattr        = btrfs_setattr,
10955         .permission     = btrfs_permission,
10956         .listxattr      = btrfs_listxattr,
10957         .update_time    = btrfs_update_time,
10958 };
10959
10960 const struct dentry_operations btrfs_dentry_operations = {
10961         .d_delete       = btrfs_dentry_delete,
10962 };